Pavel Ferkl, Ústav chemického inženýrství VŠCHT Praha
Simulace expanze polyuretanových pěn.
Polyuretanové pěny jsou hojně používané jako materiál pro tepelné izolace, polstrování sedaček, postelové matrace, nebo různé autodíly. Pěny vznikají reakčním vstřikováním, při kterém expanze pěn probíhá současně s polymerační reakcí. Výsledné vlastnosti pěn závisí na morfologii pěn. Vhodnou volbou typu a množství reaktantů a vypěňovacích činidel lze připravit pěnu s požadovanou vnitřní strukturou. Prediktivní matematický model má potenciál nahradit časově náročné experimenty a pomoci při optimalizaci počátečního složení. Tento příspěvek představí model vypěňovacího procesu, který implementuje popis reakční kinetiky, termodynamických vlastností, růstu cel a toku pěny. Celkově se tedy jedná o problém na více prostorových škálách. CFD řešič OpenFOAM je použit pro makroskopický popis expanze pěny. Další modely, např. pro růst cel, rozpustnost vypěňovacích činidel, nebo reakční kinetiku, jsou napojeny pomocí frameworku MoDeNa. Výsledkem pak je vývoj teploty, hustoty pěny, distribuce velikosti cel a tvaru pěny.