شبیه سازی فرایند پخت رزین های ترموست با استفاده از روش المان محدود

هدف ما در این مقاله شبیه سازی و آنالیز فرایند پخت رزین ترموست است. در این تحقیق پخت رزین به صورت دینامیک و گزرا (transient) حل شده است. خصوصیات فیزیکی رزین از جمله ظرفیت گرمایی ویژه، ویسکوزیته و ضریب انتقال حرارت با افزایش دمای رزین و ادامه روند پخت یا همان افزایش درجه پخت (α) تغییر خواهند کرد. ازطرف دیگر پخت رزین یک فرایند گرمازا است و میزان تولید گرما و نرخ تولید گرما حین پخت بستگی به دمای مطلق رزین دارد به عبارت دیگر رزین در هر دمایی نرخ تولید حرارت مخصوص به خود دارد. بنابراین موضوع اصلی در این تحقیق پیدا کردن روابطی برای ویسکوزیته، ظرفیت گرمایی ویژه، ضریب انتقال حرارت و نرخ تولید گرما برای رزین بر حسب دمای مطلق و درجه پخت است. شبیه سازی پخت رزین به دو قسمت اصلی تقسیم شده است: رزین قبل از نقطه ژل و رزین بعد از نقطه ژل. در قسمت اول یعنی قبل از نقطه ژل، رزین را به صورت مایعی در نظر گرفتیم که با افزایش دما و روند پخت ویسکوزیته و ظرفیت گرمایی ویژه آن به صورت دینامیک تغییر میکنند، چون در انتقال حرارت مایعات ویسکوزیته و ظرفیت گرمایی ویژه عامل تعیین کننده هستند. در فاز دوم یعنی رزین بعد از نقطه ژل رزین را به صورت جسم جامدی در نظر میگیریم که در حال گرم شدن است (چون خصوصیات فیزیکی رزین در حالت ژل و جامد تقریبا نزدیک به هم است) و فقط ضریب انتقال حرارت و ظرفیت گرمایی ویژه با ادامه روند پخت تغییر میکند،. شبیه سازی تا جایی ادامه پیدا میکند که ضریب درجه پخت (α) به عدد یک برسد. در این حالت پخت رزین تمام شده و رزین کاملا به یک جسم جامد تبدیل شده است. با تغییر پارامترهای طراحی نظیر هندسه قالب، دمای قالب، زمان نگهداری رزین در قالب میتوان قالبی بهینه برای پخت کامل رزین به دست آورد.