고분자 가공 Wire Coating Design 설계

목차

Ⅰ. INTRODUCTION
1. 주제 선정
2. 이론

Ⅱ. DESIGN
1. 유도 과정
2. 계산

Ⅲ. RESULTS

Ⅳ. REFERENCES

본문내용

Ⅰ. INTRODUCTION
1. 주제 선정
(1) Project의 목적
화학공학적 이론과 공식들을 이용하여 고분자의 압출성형 공정 중에 하나인 wire coating 공정을 디자인해보고, wire coating된 고분자의 두께가 drag velocity와 온도에 따라서 어떠한 영향을 받는지 알아 볼 것이다.

(2) Wire Coating 물질로서 PVC를 선택한 이유
유연성, 날씨 조건에 따른 저항성, 합성수지를 분해하는 자외선에 대한 우수한 저항성 등 다양한 장점을 가지고 있는 물질이다.

<중 략>

2. 이론
(1) Power-law Fluid(PLF)
Ostwald-de Waele상관 관계를 이용해서 share stress를 다음과 같이 일반화 하였다

m : flow consistency index [㎩•sn]
γ : shear rate [s-1]
n : flow behavior index [dimensionless]
τ : shear stress

와 같고 n의 값에 따른 유체의 특성은 다음과 같다.
n<1 : Shear-thinning fluids
n=1 : Newtonian fluid
n>1 : Shear-thickening fluids

(2) 축 방향의 환형 Couette 흐름 (Axial Anular Couette Flow)
Wire Coating 공정은 두 개의 동심 실린더로 이루어진 가공모델로써 이해해볼 수 있다. 안쪽 실린더는 wire를 의미하게 되고 바깥쪽 실린더는 wire를 감싸는 절연막을 의미하게 된다. 즉, 두 실린더 내부는 PVC로 채워져 있다고 생각하면 된다. 여기서 안쪽 실린더는 일정한 선속도(U)로 당겨지고 있다고 한다면 이를 둘러싼 PVC의 속도 profile과 유량(Q)는 해석적으로 구할 수 있게 된다.
뉴톤성 유체에서 이 문제의 해법은 쉽게 얻어지고, 그 풀이는 아래와 같다.

참고 자료

Polymer Science& Technology 2nd ed., Joel R. Fried, PRENTICE HALL, pp. 423, 433-434, 447-449
Polymer Handbook 2 Volumes Set, J. Brandrup, Edmund H. Immergut, Eric A. Grulke, JohnWiley&Sons,
The Polymer Data Handbook, James E. Mark, OxfordUniversityPress USA
Rheological and mechanical properties of PVC/CaCO3 nanocomposites prepared by in situ polymerization, X.-L. Xie et al. / Polymer 45 (2004) 6665-6673
QMH, Inc, www.cablecoating.com/cable_coating.php, (2011년 4월 20일 케이블 코팅관련 검색)
LS전선, http://www.lscable.co.kr, (2011년 3월 30일 전선피복공정 관련 검색)