Desenvolvimento de um modelo de previsão do coeficiente de transferência de calor na interface polímero-calibrador

Abstract

O processo de extrusão de perfis é um método de produção contínuo de produtos termoplásticos. Alguns exemplos de produtos finais obtidos por este processo são molduras para janelas, calhas de cortinas, entre outros. As propriedades termo-reológicas dos materiais poliméricos dificultam o seu processamento particularmente o aquecimento e/ou arrefecimento. Estas etapas definem normalmente o tempo de produção de peças plásticas, pois são as que mais demoram. Tal facto deve-se essencialmente à baixa capacidade de conduzir calor dos plásticos. O processo de extrusão de produtos plásticos sofre alterações e melhorias todos os dias, uma vez que nos dias de hoje o mercado exige mais rapidez e melhores produtos. Isso levou ao desenvolvimento de programas de simulação numérica permitindo assim reproduzir os processos reais mas sem desperdícios de tempo e recursos. No que diz respeito à modelação do arrefecimento de perfis extrudidos, ainda poucos trabalhos foram desenvolvidos, pois a maior dificuldade encontrada consiste na atribuição de um valor adequado para o coeficiente de transferência de calor polímerocalibrador (h). Este parâmetro é de difícil caracterização e influencia significativamente a taxa de arrefecimento. No decorrer deste trabalho foi utilizado um protótipo desenvolvido para caraterizar h incorporado numa linha típica de extrusão e um sistema de modelação numérica. O estudo tinha como objetivo identificar quais as variáveis do processo que mais influenciam o valor de h.

The profile extrusion process is a continuous method to produce thermoplastic products. Some examples of final products obtained by this process are moldings for windows, drapes tracks, among others. The thermo-rheological properties of polymeric materials difficult its processing, particularly the heating and/or cooling. These are usually the stages that take the most time in the process of plastic piece productions because these are bad conductors. The extrusion processes of plastics products suffers modifications and upgrades every day given nowadays the market requires faster and better products. In what considers the profile cooling modeling few researches were developed, because the most difficulty found is the assignment of the coefficient of heat transfer in the polymer-calibration interface (h). This is a parameter of difficult categorization and which significantly influences the cooling rate. In this work we used a prototype developed to characterize h incorporated in typical extrusion line and a numerical modulation system. The study aimed to identify the process variables that influence the value of h.