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Revisión de Literatura sobre el Diseño de Extrusoras de Un Solo Tornillo y de Doble Tornillo para Polimerización Usando Simulación CFD

Autores: Delvar, Elham; Oliveira, Inês; Brito, Margarida S. C. A.; Silva, Cláudia G.; Santamaria-Echart, Arantzazu; Barreiro, Maria-Filomena; Santos, Ricardo J.

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2025

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Acceso abierto

Artículo científico
2025

Revisión de Literatura sobre el Diseño de Extrusoras de Un Solo Tornillo y de Doble Tornillo para Polimerización Usando Simulación CFD


Categoría

Ingeniería y Tecnología

Subcategoría

Ingeniería Mecánica

Palabras clave

Evolución
Modelado
Extrusión reactiva
Simulaciones CFD
Desafíos
Direcciones futuras

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 1

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
Este trabajo presenta una revisión exhaustiva de la evolución en la modelización de la extrusión reactiva (REx), rastreando los desarrollos desde los primeros modelos analíticos hasta las avanzadas simulaciones de dinámica de fluidos computacional (CFD). Además, destaca los principales desafíos y direcciones futuras en este campo. Se propusieron modelos analíticos para describir los perfiles de velocidad en la década de 1950, involucrando ciertas simplificaciones geométricas. Sin embargo, los modelos numéricos del flujo de polímero fundido en extrusoras han demostrado ser cruciales para optimizar el diseño de tornillos y predecir las características del proceso. Los modelos CFD de última generación para el diseño de extrusoras de un solo tornillo y de doble tornillo abordan el impacto de la geometría (tipo de elementos de mezcla y simplificaciones geométricas de las geometrías CFD), los gradientes de presión y temperatura, y la cuantificación de la mezcla. A pesar del extenso trabajo realizado, la modelización de la extrusión reactiva utilizando CFD sigue siendo un desafío debido a la intrincada interacción de la mezcla, la transferencia de calor, las reacciones químicas y el comportamiento de fluidos no newtonianos bajo altos gradientes de cizallamiento y temperatura. Estos desafíos se intensifican aún más por la presencia de flujos multifásicos y la complejidad de las geometrías de las extrusoras. Los avances futuros deberían mejorar la precisión de la simulación, incorporar modelos de flujo multifásico y utilizar datos de sensores en tiempo real para enfoques de modelización adaptativa.

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