Моделирование теплообмена ориентированных волокон сорго, армированных полиэтиленовой пленкой высокой плотности, в процессе горячего прессования
. 2021 21 октября; 13 (21): 3631.
doi: 10.3390/polym13213631.
Чушэн Ци
1
, Цзиньюэ Ван
1
, Викрам Ядама
2
Принадлежности
- 1 Ключевая лаборатория МЧС по изучению и использованию древесных материалов, Пекинский университет лесного хозяйства, Пекин 100083, Китай.
- 2 Департамент гражданского и экологического проектирования и Центр инженерных и композитных материалов, Университет штата Вашингтон, Пуллман, Вашингтон, 99164, США.
PMID:
34771188
PMCID:
PMC8587922
DOI:
10.3390/полим13213631
Бесплатная статья ЧВК
Chusheng Qi et al.
Полимеры (Базель).
.
Бесплатная статья ЧВК
. 2021 21 октября; 13 (21): 3631.
doi: 10.3390/polym13213631.
Авторы
Чушэн Ци
1
, Цзиньюэ Ван
1
, Викрам Ядама
2
Принадлежности
- 1 Ключевая лаборатория MOE по науке о древесных материалах и их использованию, Пекинский университет лесного хозяйства, Пекин 100083, Китай.
- 2 Департамент гражданского и экологического проектирования и Центр инженерных и композитных материалов, Университет штата Вашингтон, Пуллман, Вашингтон, 99164, США.
PMID:
34771188
PMCID:
PMC8587922
DOI:
10.3390/полим13213631
Абстрактный
Одномерная модель теплопередачи была разработана для имитации теплопередачи ориентированных термопластичных композитов, армированных натуральным волокном, во время горячего прессования и для определения соответствующих параметров горячего прессования. Кажущаяся теплоемкость термопластов из-за теплоты плавления была включена в модель, и модель была экспериментально проверена путем контроля внутренней температуры в процессе горячего прессования пленочных композитов из ориентированного сорго, армированного полиэтиленом высокой плотности (ПЭВП). ОФПК). Результаты показали, что кажущаяся теплоемкость ПЭВП точно описывает его теплоту плавления и упрощает основные уравнения энергии. Данные, предсказанные моделью, согласуются с экспериментальными данными. Эффективность теплопроводности увеличивалась с увеличением плотности мата и содержания ПЭВП во время горячего прессования, а более высокая плотность мата приводила к более высокой температуре внутри мата. Добавление ПЭВП замедляло теплопередачу, и мат имел более низкую внутреннюю температуру при более высоком содержании ПЭВП после достижения температуры плавления ПЭВП. Как экспериментальные, так и смоделированные данные свидетельствуют о том, что более высокая температура и/или более длительная продолжительность процесса горячего прессования должны использоваться для изготовления OFPC по мере увеличения содержания HDPE.
Ключевые слова:
моделирование теплообмена; полиэтилен высокой плотности; горячее прессование; сладкое сорго; древесно-пластиковые композиты.
Заявление о конфликте интересов
Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
Цифры
Рисунок 1
Схема конструкции мата…
Рисунок 1
Схематическая диаграмма структуры мата и положения термопары.
фигура 1
Схематическая диаграмма структуры мата и положения термопары.
Рисунок 2
( a ) Тепловой поток…
Рисунок 2
( a ) Кривые теплового потока для испытаний теплоемкости, ( b )…
фигура 2
( a ) Кривые теплового потока при испытании теплоемкости, ( b ) взаимосвязь между эффективной теплоемкостью и удельной теплоемкостью ПЭВП, а также кажущейся теплоемкостью теплового сплава ПЭВП, и ( c ) Гаусс и подгонки Лоренца кажущейся теплоемкости теплового сплава ПЭВП.
Рисунок 3
Результаты моделирования теплопередачи…
Рисунок 3
Результаты моделирования теплообмена чистого ПЭВП при температуре горячего прессования 200…
Рисунок 3
Результаты моделирования теплопередачи чистого ПЭВП при температуре горячего прессования 200 °C: ( a ) изменение температуры при различной толщине и ( b ) трехмерное распределение температуры.
Рисунок 4
Влияние содержания влаги на…
Рисунок 4
Влияние влажности на теплообмен OFPC при горячем прессовании (мат…
Рисунок 4
Влияние содержания влаги на теплопередачу OFPC при горячем прессовании (целевая плотность мата составляла 0,9 г/см 3 , а содержание HDPE составляло 10%).
Рисунок 5
Влияние плотности мата на…
Рисунок 5
Влияние плотности мата на внутреннюю температуру мата при горячем прессовании: ( а…
Рисунок 5
Влияние плотности мата на внутреннюю температуру мата во время горячего прессования: ( a ) данные измерений и ( b ) данные моделирования (влажность волокна сорго составляла 3%, а содержание полиэтилена высокой плотности – 10%).
Рисунок 6
Влияние содержания HDPE на…
Рисунок 6
Влияние содержания ПЭВП на внутреннюю температуру мата при горячем прессовании: ( a…
Рисунок 6
Влияние содержания ПЭВП на внутреннюю температуру мата во время горячего прессования: ( a ) данные измерений и ( b ) данные моделирования (влажность волокна сорго составляла 3%, а заданная плотность мата составляла 0,9 г/см 3 ).
Рисунок 7
Результаты прогнозирования теплопередачи во время…
Рисунок 7
Результаты прогнозирования теплообмена при горячем прессовании композитов сладкого сорго ( a…
Рисунок 7
Результаты прогнозирования теплопередачи при горячем прессовании композитов сладкого сорго ( a ) без HDPE и ( b ) с 40% HDPE (целевая плотность мата 0,9 г/см 3 ).
Рисунок 8
Сравнение измеренной теплопередачи…
Рисунок 8
Сравнение измеренных данных теплопередачи волокнистых композитов сладкого сорго с прогнозируемыми…
Рисунок 8
Сравнение данных измерения теплопередачи композитов из волокна сладкого сорго с прогнозируемыми результатами: ( a ) без содержания HDPE, ( b ) 10%, ( c ) 20%, ( d ) 30% и ( e ) 40% содержание HDPE (влажность волокна сорго составляла 3%, а заданная плотность мата составляла 0,9 г/см 3 ).
Рисунок 8
Сравнение измеренной теплопередачи…
Рисунок 8
Сравнение измеренных данных теплопередачи волокнистых композитов сладкого сорго с прогнозируемыми…
Рисунок 8
Сравнение данных измерения теплопередачи композитов из волокна сладкого сорго с прогнозируемыми результатами: ( a ) без содержания HDPE, ( b ) 10%, ( c ) 20%, ( d ) 30%, и ( e ) 40% содержание ПЭВП (влажность волокна сорго составляла 3%, а целевая плотность мата составляла 0,9г/см 3 ).
Рисунок 9
Результаты моделирования внутренней температуры…
Рисунок 9
Результаты моделирования внутренней температуры OFPC с 40% HDPE при различных температурах горячего прессования…
Рисунок 9
Результаты моделирования внутренней температуры OFPC с 40% HDPE при различных температурах горячего прессования (целевая плотность мата составляла 0,9г/см 3 ).
См. это изображение и информацию об авторских правах в PMC
Похожие статьи
Влияние связующего агента и термопласта на прочность межфазной связи и механические свойства ориентированно-стружечных термопластичных композитов.
Шен З., Йе З., Ли К., Ци С.
Шэнь З. и др.
Полимеры (Базель). 2021 5 декабря; 13 (23): 4260. дои: 10.3390/полим13234260.
Полимеры (Базель). 2021.PMID: 34883763
Бесплатная статья ЧВК.Получение и свойства композитов, армированных банановым волокном, на основе смесей полиэтилена высокой плотности (ПЭВП)/нейлона-6.
Лю Х., Ву Ц., Чжан Ц.
Лю Х и др.
Биоресурсная технология. 2009 декабрь; 100 (23): 6088-97. doi: 10.1016/j.biortech.2009.05.076. Epub 2009 1 июля.
Биоресурсная технология. 2009.PMID: 19574041
Экологически чистые фанерные панели высокой плотности с полиэтиленовым покрытием.
Бехта П., Седлячик Ю.
Бехта П. и др.
Полимеры (Базель). 2019 8 июля; 11 (7): 1166. doi: 10.3390/polym11071166.
Полимеры (Базель). 2019.PMID: 31288498
Бесплатная статья ЧВК.Межфазные свойства композитов из полиэтилена высокой плотности, армированного бамбуковым волокном, при различных способах добавления нанокарбоната кальция.
Ван С, Ю С, Смит Л.М., Ван Г, Ченг Х, Чжан С.
Ван С и др.
Полимеры (Базель). 2017 7 ноября; 9 (11): 587. doi: 10.3390/polym9110587.
Полимеры (Базель). 2017.PMID: 30965889
Бесплатная статья ЧВК.Анализ и идентификация механизма повреждения и разрушения высоконаполненных композитов древесного волокна/рециклированного полиэтилена высокой плотности.
Го Ю, Чжу С, Чен Ю, Ли Д.
Гуо Ю и др.
Полимеры (Базель). 201918 января; 11 (1): 170. doi: 10.3390/polym11010170.
Полимеры (Базель). 2019.PMID: 30960154
Бесплатная статья ЧВК.
Посмотреть все похожие статьи
Цитируется
Влияние связующего агента и термопласта на прочность межфазной связи и механические свойства ориентированно-стружечных термопластичных композитов.
Шен З., Йе З., Ли К., Ци С.
Шэнь З. и др.
Полимеры (Базель). 2021 5 декабря; 13 (23): 4260. дои: 10.3390/полим13234260.
Полимеры (Базель). 2021.PMID: 34883763
Бесплатная статья ЧВК.
использованная литература
Фридрих Д. Термопластичное формование древесно-полимерных композитов (ДПК): обзор физических и механических свойств при методе горячего прессования. Композиции Структура 2021;262:113649. doi: 10.1016/j.compstruct.2021.113649.
—
DOI
Ци С., Ядама В., Го К., Уолкотт М.П. Получение и свойства ориентированных сорго-термопластичных композитов с использованием технологии плоского горячего прессования. Дж. Рейнф. Пласт. Композиции 2015; 34:1241–1252. дои: 10.1177/0731684415591066.
—
DOI
Ци С., Ядама В., Го К., Уолкотт М.П. Оценка термической стабильности волокон сахарного сорго и моделирование деградации при горячем прессовании композитных панелей из сахарного сорго-термопласта.
Written by admin
- Хурма при грудном вскармливании: польза, вред и правила употребления
- Грудничок не спит: как улучшить сон новорожденного от 0 до 6 месяцев
- Масло туи от насморка: эффективное природное средство для здоровья дыхательных путей
- Можно ли одновременно принимать несколько антибиотиков: правила безопасного приема и распространенные ошибки
- Развитие ребенка в 2 месяца: режим дня, питание, умения и навыки