Transferts de chaleur dans un écoulement de polymère fondu en régime non stationnaire : application aux procédés d'extrusion et d'injection

par Yanneck Wielhorski

Thèse de doctorat en Sciences de l'Ingénieur. Thermique. Energétique

Sous la direction de Yvon Jarny, Pierre Mousseau et de Didier Delaunay.

Soutenue en 2009

à Nantes .


  • Résumé

    Durant la mise en forme des polymères, un phénomène de dégagement de chaleur résultant de la dissipation visqueuse au sein de l’écoulement, plus ou moins important selon les débits considérés, joue un rôle important sur le champ thermique du polymère et du dispositif expérimental. La difficulté de modéliser ce type d’écoulement avec le dispositif expérimental est due, entre autre, aux propriétés thermomécaniques complexes du matériau et aux conditions aux limites du domaine spatial d’intégration. En effet, ils varient spatialement et temporellement et leur élaboration est souvent délicate. Ils traduisent les conditions d’expérience telles que la pression et la température d’entrée du polymère, par exemple dans une buse d’injection. Les travaux ont porté sur l’écoulement dans une filière à géométrie cylindrique instrumentée en température et en pression adaptable sur une presse à injecter. Deux campagnes de mesures ont été menées, sur une extrudeuse et sur une presse à injecter. Les conditions expérimentales sont dans les deux cas instationnaires (par nature dans l’injection, et crées par la variation du débit dans les cas de l’extrusion). La buse réalisée dans le cadre de ce projet a donné entière satisfaction, et les mesures ont permis de valider les modèles directs de simulation de l’écoulement dans la buse. On a pu quantifier précisément les effets de la dissipation visqueuse, ainsi que ceux de la variation de température d’entrée dans la buse. Les résultats expérimentaux confirment que les mesures dans les parois métalliques sont bien sensibles aux variations de température d’entrée. Un algorithme d’inversion de ces mesures a été développé et appliqué avec succès aux mesures réalisées sur l’extrudeuse

  • Titre traduit

    Heat transfer in a flow of melted polymer in non stationary regime : application in the process of injection moulding and extrusion


  • Résumé

    During the forming of polymers, a phenomenon of release of heat resulting from the viscous dissipation within the flow, more or less consequent according to the considered flow rates, plays a significant role on the thermal field of the polymer and the experimental device. Besides the complexe thermomecanical parameters of the materials, the difficulty to simulate this kind of flow with its device remains due to the limit conditions of the domain of integration. Indeed, they vary spatially and temporarily. In addition, the measurement of temperature in a polymer melt flow are often complicated because of intrusive or imprecisely method. Also, numerical method of inverse problem will be considered in order to obtain temperature in the polymer from indirect measurements in the steel of the cylinder. The regimes considered are imposed by a variation of the pressure and the entrance temperature of the channel which remains constantly filled with material (without free boundary)

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Informations

  • Détails : 1 vol. (197 f.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury

Où se trouve cette thèse ?

  • Bibliothèque : Université de Nantes. Service commun de la documentation. Section Sciences.
  • Non disponible pour le PEB
  • Cote : 2009 NANT 2104
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