Plastik enjeksiyonda lüle bölgesindeki akışın matematiksel olarak modellenmesi
Mathematical modelling in nozzle flow of plastic injection process
Yazar: BARIŞ GÜREL
Danışman: PROF. DR. OSMAN İPEK
Süleyman Demirel Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2012
Konu: Enerji = Energy
Dizin: Sonlu elemanlar yöntemi = Finite element method ; Sonlu hacimler yöntemi = Finite volumes method

Özet:
Plastik Enjeksiyon prosesinde, optimum enjeksiyon parametrelerine ulaşmak için akışın analizi çok önemlidir. Akışı yorumlamak ve akışı optimize etmek için kalıp içi akış üzerine birçok çalışma yapılmıştır. Bu çalışmada diğer çalışmalardan farklı olarak lüle bölgesindeki akış incelenmiş ve kalıba girmeden akış modellenmeye çalışılmıştır. Akışı modellemek için SIMPLE algoritmasını kullanarak, sonlu hacimler metoduyla denklemler ayrıklaştırılmış ve ayrıklaştırılan denklemler T.D.M.A. metoduyla çözülmüş ve 100 düğüm noktası için hız ve komşu 101 düğüm noktası için basınç değerlerine ulaşılmıştır. C# programlama dili kullanılarak geliştirilen yazılımdan elde edilen sonuçlarla matlab programında grafikler çizilmiştir. C# programından elde edilen sonuçlar ile Femlab paket programından elde edilen sonuçlar karşılaştırılmış ve çok iyi uyum içinde olduğu görülmüştür. Lüle bölgesindeki akış bütün yönleriyle incelenerek Düşük yoğunluklu polietilen (L.D.P.E.) ve Yüksek yoğunluklu polietilen(H.D.P.E.) malzemenin 110 MPa, 140 MPa ve 150 MPa lüle giriş basınçlarında lüle bölgesindeki akış analizi matematiksel olarak yapılmıştır. Erimiş H.D.P.E. ve L.D.P.E. malzemelerin analizi yapılan tüm sınır koşullarında lüle içindeki basıncı azalmakta ve hızı artmaktadır.Yapılan analizlerde görüldüğü üzere lüle bölgesindeki plastik akışını etkileyen hakim parametreler yoğunluk ve geometrik özelliklerdir. Yoğunluğu fazla olan malzemenin lüle bölgesinde hızı daha az artıyor ve basınç düşüşü daha az olmaktadır, ayrıca erimiş malzemenin lüle giriş basıncı arttıkça, lüle içerisindeki basınç düşüşü de artmaktadır. Lüle bölgesinde L.D.P.E. malzemenin basınç düşüşü erimiş H.D.P.E. malzemenin basınç düşüşünden fazla olmaktadır. Lüle giriş basıncı 110 MPa iken lüle bölgesindeki basınç düşüşü en az olmaktadır. Lüle bölgesinde basınç düşüşü en fazla 150 MPa lüle giriş basıncında L.D.P.E. malzemenin lüle içerisindeki akışı sırasında olmaktadır.Anahtar Kelimeler: Lüle, Sonlu Hacimler Metodu, Simple algoritması, T.D.M.A.

Abstract:
Flow analysis has been very important for reaching optimum injection parameter in the plastic injection project. There are many researches on mould-flow to optimize and make comment on flow. Unlike the other studies, the flow is examined in nozzle area and before entering, the flow has tried to modelling. To modelling the flow the equations have been discretized with finite volume method by using SIMPLE Algorithm and then the discretized equations solved with T.D.M.A. method and it was reached to speed rates for 100 nodal point and to pressure rates for 101 nadal point. With results obtained from being improved software, the graph was designed in mat lab programme. Obtained results from C# programme and fem lab programme was compared and it seemed that they are in a good harmony. By investigating totally in the nozzle area, the material of low density polyethylene (L.D.P.E) and high density polyethylene (H.D.P.E.) was made flow analysis as a mathematical in nozzle entering pressure 110Mpa, 140MPa, 150 Mpa. In the whole limitation circumstances analyzed material of melting H.D.P.E and L.D.P.E was decreasing pressure and increasing velocity in nozzle.In making analysis as it is seen, dominant parameters effected the ballistic flow were density and geometric features in the nozzle area. The velocity of more density material in nozzle area was increase too slow the decrease of pressure was too slow. As the entering pressure of melting material was increased, in nozzle pressure was also increased. While nozzle entering pressure of H.D.P.E material, in the nozzle area the decreasing pressure than L.D.P.E. was the least. The decrease of pressure in nozzle area was the maximal in 150 MPa nozzle entering pressure of L.D.P.E material in nozzle flowing.Keywords: Nozzle, FiniteVolume Method, Simple Algorithm, T.D.M.A.