Modelling strategy of IR lamps with integrated reflector used in the manufacturing processof thermoplastic composite tapes

Autor: Mackie, Jennifer, de Almeida, Olivier, Schmidt, Fabrice, Labastie, Karine
Přispěvatelé: Institut Clément Ader (ICA), Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UPS), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-IMT École nationale supérieure des Mines d'Albi-Carmaux (IMT Mines Albi)-Institut Supérieur de l'Aéronautique et de l'Espace (ISAE-SUPAERO), IRT Saint Exupéry - Institut de Recherche Technologique, Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-IMT École nationale supérieure des Mines d'Albi-Carmaux (IMT Mines Albi), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Supérieur de l'Aéronautique et de l'Espace (ISAE-SUPAERO), École Nationale Supérieure d'Arts et Métiers (ENSAM) - Bordeaux, Institut Supérieur de l'Aéronautique et de l'Espace (ISAE-SUPAERO)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-IMT École nationale supérieure des Mines d'Albi-Carmaux (IMT Mines Albi), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)
Jazyk: angličtina
Rok vydání: 2019
Předmět:
Zdroj: JNC 21 : Journées Nationales sur les Composites 2019
JNC 21 : Journées Nationales sur les Composites 2019, Jul 2019, Bordeaux, France. 7 p
sciencesconf.org:jnc21:237285
JNC 21 : Journées Nationales sur les Composites 2019, École Nationale Supérieure d'Arts et Métiers (ENSAM)-Bordeaux, Jul 2019, Bordeaux, Talence, France. 7 p
Popis: National audience; This study proposes a modelling strategy to simulate the heating stage during the production of thermoplastic composite tapes. Impregnation using a slurry powder technique with carbon fibresand PEKK (PolyEther-Ketone-Ketone) requires a heating step, to evaporate the aqueous phase and melt the polymer powder. These phenomenon are highly temperature dependant justifying the need to characterise heat transfer within the IR oven. In the literature, most models refer to clear lamps with Lambertian emission. In this study, tubular lamps with a coating on the back side (i.e. integrated reflector) are used. This integrated reflector greatly modifies the lamps spatial emission, therefor the lamp can no longer be modelled using a cylinder with Lambertian emission. This study proposes an adaptation of the radiosity method to predict spatial emission of the lamp without explicitly accounting for the reflector in terms of radiative exchange. The emission of the lamp was characterised by inverse analysis combining experimental results with numerical simulation using the commercial software –COMSOL Multiphysics®.; Cette étude propose une stratégie de modélisation pour simuler l’étape de chauffage dans le procédé de fabrication de pré-imprégnés thermoplastiques par imprégnation continue en voie aqueuse. Après imprégnation des fibres de carbone par du PEKK (Poly-Ether-Kétone-Kétone) sous forme de poudre, le produit est soumis à une étape de chauffage pour évaporer la phase aqueuse et faire fondre le polymère. Ces phénomènes dépendent fortement de la température, ce qui nécessite une modélisation avancée des transferts de chaleur au sein du four IR.Dans la littérature,la majorité des modèles des fours sont proposés pour des lampes claires à émission Lambertienne.Dans notre cas d’étude, des lampes tubulaires avec un revêtement sur la face arrière (réflecteur intégré) sont utilisées. Ce réflecteur intégré modifie fortement la distribution spatiale de l’émission, la modélisation de la lampe ne peut donc pas être simplement représentée par une émission Lambertienne. Cette étude propose une méthode des radiosités prenant en compte l’émission spatiale de la lampe sans prendre en compte explicitement le réflecteur en termes d’échanges radiatifs.L’émission de la lampe a été caractérisée par analyse inverse en couplant des essais expérimentaux à des simulations numériques utilisant le logiciel commercial–COMSOL Multiphysics®.
Databáze: OpenAIRE
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