Die Strömung hochviskoser Flüssigkeiten im Knetbereich einer Gleichdralldoppelschnecke

Zusammenfassung

 Es besteht ein erhebliches Interesse daran, die Transportprozesse in Schneckenmaschinen für reale hochviskose, nichtnewtonsche Flüssigkeiten im Detail theoretisch zu analysieren und berechenbar zu machen. In der Arbeit wird eine unkonventionelle Strategie beschrieben, nach der die dreidimensionale instationäre Strömung im Knetbereich kämmender Doppelschnecken numerisch simuliert werden kann. Das theoretisch fundierte Konzept zielt auf eine Finite-Elemente-Approximation des Strömungsfelds zu gewissen Zeitpunkten, wobei das Berechnungsgebiet mit Hilfe räumlicher und zeitlicher Periodizitäten und Symmetrien minimiert wird. Das Konzept wurde numerisch realisiert und an einer typischen Knetgeometrie erprobt. Ausgewählte Ergebnisse machen deutlich, daß sich die Strömungs- und Deformationsprozesse in einem Knetelement wesentlich von denen in einem Schraubenelement gleicher Geometrie unterscheiden.

Abstract

 Peoples running screw machines are strongly interested in a detailed theoretical analysis of the transport processes for real highly viscous liquids which are non-Newtonian in general. The paper deals with an unconventional strategy which enables to simulate the three-dimensional unsteady flow in the kneading zone of intermeshing twin-screw extruders numerically. The concept is pointed at a finite element approximation of the flow field at particular times well chosen after the computation domain has been minimized with the aid of periodicities and symmetries existing in space and time. The method has been realized numerically and proved by means of a typical kneading geometry. Selected results show that the flow and deformation processes in the kneading element differ substantially from those in a screwed segment.