Flujo De Un Fluido Newtoniano Reactivo En Un Dominio Móvil.

Abstract

Muchas piezas poliméricas alcanzan su forma final por el proceso de moldeo por
compresión/transferencia. Esta técnica consiste en ubicar una cantidad de material en un molde
y aplicarle al mismo una presión que obligue al material a fluir y ocupar la totalidad de la
cavidad del molde. Una vez conformada la pieza se procede con la siguiente etapa, la de curado
in situ. Con este proceso, se produce un cambio en la estructura del polímero, lo que provoca
que comience a adquirir sus propiedades finales. En general el proceso termina al extraerse la
pieza del molde, dejándosela enfriar: en esta etapa, denominada de post-curado, se completa
el curado de polímero, aprovechando la inercia térmica y el calor que en general es producido
por la reacción de curado.
La calidad y performance del producto dependen de las condiciones de llenado del molde,
así como del grado de curado. Es importante conocer este proceso en detalle para establecer
estrategias de control, y estimar parámetros que permiten optimizar el proceso (masa óptima,
tiempo óptimo de curado in situ, entre otros).
En este trabajo se presenta un modelo matemático del moldeo por transferencia acoplando,
para un fluido Newtoniano incompresible, las ecuaciones de movimiento (Navier-Stokes), de
conservación de la masa (continuidad) y de la energía (ecuación de Fourier) con una ecuación
de reacción. En la ecuación de calor, se considera un término fuente reactivo, el cual depende
de la temperatura siguiendo una relación del tipo Arrhenius. Para tener en cuenta el dominio
móvil se considera una transformación general (función de la posición y del tiempo) entre, un
dominio de referencia (fijo en el tiempo) y el dominio real. Se detalla la formulación débil
del problema, que incluye dicha transformación y se discute la implementación basada en la
biblioteca ALBERTA. Se presentan ejemplos de verificación.