Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Infraestrutura e Desenvolvimento Energético - PPGINDE/NDAE/Tucuruí
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Navegando Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Infraestrutura e Desenvolvimento Energético - PPGINDE/NDAE/Tucuruí por Orientadores "NASCIMENTO, Walber Alexandre do"
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Dissertação Acesso aberto (Open Access) Projeto e fabricação de extrusora monorrosca com matriz de extrusão filamentar(Universidade Federal do Pará, 2024-10-25) RODRIGUES, Rodimilson Coelho; EL BANNA, Wassim Raja; http://lattes.cnpq.br/2005046563115507; HTTPS://ORCID.ORG/0000-0001-5085-4352; NASCIMENTO, Walber Alexandre do; http://lattes.cnpq.br/8022410578951099; https://orcid.org/0000-0002-2699-3982Grandes estabelecimentos industriais estão sempre à procura de tecnologias cada vez mais sofisticadas para monitorar os processos de fabricação. Este trabalho tem por objetivo o projeto e a construção de uma extrusora monorrosca laboratorial e sua matriz de extrusão para o processamento de polímeros e blendas poliméricos, além de viabilizar estudos na área de reciclagem mecânica de polímeros. A primeira etapa do trabalho envolveu a escolha do tipo de extrusora a ser fabricada. A segunda etapa consistiu no dimensionamento e projeto do equipamento utilizando o software Solidworks. Na terceira etapa, foram selecionados os tipos de materiais componentes mecânicos e elétricos para a montagem da extrusora. Na quarta etapa, realizaram-se os processos de fabricação da extrusora e montagem dos componentes mecânicos e elétricos. Na quinta etapa, fez-se a validação do equipamento, onde foram realizados testes de temperatura e vazão mássica, além de testes mecânicos e elétricos no processamento de um polímero termoplástico, que, nesse caso, foi o polipropileno (PP). A última etapa consistiu em simular uma matriz com perfil cilíndrico, visando estudar as características do fluxo de fusão do polímero e definir como a estrutura da matriz deve ser ajustada para obter o diâmetro desejado. Após o projeto da matriz no software Solidworks, uma simulação foi realizada no software Ansys. Neste caso, estudou-se, por meio da simulação, o comportamento reológico do fundido ao passar pela matriz, analisando-se em qual parte dela são observadas as altas e/ou baixas taxas de cisalhamento quando o polímero flui através da mesma. O fluxo de arrasto e o fluxo de pressão foram então extraídos dos parâmetros da simulação, o que levou ao cálculo do ponto de operação e da pressão operacional para a matriz. Também foi possível calcular a taxa de fluxo de massa e a queda de velocidade na parede da matriz, além de otimizar o perfil da mesma para o formato circular e o diâmetro desejado.