Desarrollo de un modelo computacional por elementos finitos para el estudio del comportamiento hidrodinámico de un polímero fundido

Abstract

Este trabajo de grado se desarrolló con el fin de estudiar el comportamiento hidrodinámico de un polímero fundido en un reactor de polimerización, el cual es de gran importancia para el diseño de este tipo de aparatos y en el procesamiento de polímeros. Este material contiene información relacionada sobre el uso de herramientas numéricas (Método de Diferencias Finitas y Elementos Finitos), aplicada a la solución de las Ecuaciones de Gobierno de la Dinámica de Fluidos, Generación de Mallas, Ecuaciones Constitutivas e implementación de estas en el modelo computacional del polímero en el reactor. Finalmente, se compararán los resultados de la modelación de este en ANSYS, con modelos aproximados (computacionales y analíticos) que permitan validar el mismo. Este documento se desarrolló de la siguiente forma: Primero se enuncian las ecuaciones generales que rigen el fenómeno, luego las ecuaciones constitutivas, a partir de un modelo reológico que relacione los esfuerzos con la rata de deformación, que junto con las primeras, conforman el modelo matemático. En segunda instancia, se aplica una formulación numérica (Diferencias Finitas o Elementos Finitos), para la obtener la solución del modelo matemático. A partir de estos resultados, se efectúa un análisis y se valida el modelo propuesto para la descripción del fenómeno, los cuales permiten dar respuesta a la formulación del problema, que se enuncia más adelante.