流道板的熱平衡計算.

1、第一節(jié)第一節(jié) 熱流道系統(tǒng)的熱平衡熱流道系統(tǒng)的熱平衡 熱傳遞有傳導、對流和輻射三種方式熱傳遞有傳導、對流和輻射三種方式1.熱傳導熱傳導 固體內部的熱傳導是由于相鄰分子在固體內部的熱傳導是由于相鄰分子在碰撞時傳遞振動能的結果。碰撞時傳遞振動能的結果。 固體金屬的導熱能力很強，因內部自由電子轉移而發(fā)生。固體金屬的導熱能力很強，因內部自由電子轉移而發(fā)生。熱源為流道板和噴嘴的電熱功。還有注射生產(chǎn)中周期性輸入熱源為流道板和噴嘴的電熱功。還有注射生產(chǎn)中周期性輸入熔融塑料攜帶熱量。熱量主要從承壓圈、噴嘴和聯(lián)接螺釘?shù)?，熔融塑料攜帶熱量。熱量主要從承壓圈、噴嘴和聯(lián)接螺釘?shù)龋?jīng)定模的接觸面耗散。因空氣的導熱系數(shù)很小

2、，定?？蚺c流經(jīng)定模的接觸面耗散。因空氣的導熱系數(shù)很小，定?？蚺c流道板之間空氣隙起到絕熱作用。道板之間空氣隙起到絕熱作用。 1.1.流道板的熱傳導流道板的熱傳導 主要由流道板上的承壓圈和支承墊主要由流道板上的承壓圈和支承墊,及固定螺栓或不加熱及固定螺栓或不加熱的主流道杯的主流道杯,傳熱給注射模的定模固定板傳熱給注射模的定模固定板, 墊塊和定模板。減墊塊和定模板。減小熱傳導損失的途徑有小熱傳導損失的途徑有: 減小承壓圈和支承墊的接觸面積減小承壓圈和支承墊的接觸面積,從從而減小熱流；采用導熱系數(shù)較低的材料制造承壓圈和支承墊而減小熱流；采用導熱系數(shù)較低的材料制造承壓圈和支承墊,如不銹鋼、鈦合金和燒結陶

3、瓷等；用不銹鋼制造固定螺栓。如不銹鋼、鈦合金和燒結陶瓷等；用不銹鋼制造固定螺栓。 1.2.流道板的熱傳導的計算式流道板的熱傳導的計算式1.3. 熱傳導的導熱系數(shù)熱傳導的導熱系數(shù) 熱流道模具材料的導熱系數(shù)熱流道模具材料的導熱系數(shù)(W/(m)空氣、塑料和陶瓷常作為絕熱材料。鋼材根據(jù)不同的化學成空氣、塑料和陶瓷常作為絕熱材料。鋼材根據(jù)不同的化學成分，有導熱系數(shù)分，有導熱系數(shù)1440 W/(mK)。需根據(jù)各鋼種實際測定。需根據(jù)各鋼種實際測定。 熱流道系統(tǒng)零部件不但用各種合金鋼制造，還用不銹鋼和鈦熱流道系統(tǒng)零部件不但用各種合金鋼制造，還用不銹鋼和鈦鋼阻熱，用鈹銅導熱。鋼阻熱，用鈹銅導熱。 2.熱對流熱對

4、流 在注塑生產(chǎn)中會遇到流體在流過固體在注塑生產(chǎn)中會遇到流體在流過固體表面時與該表面發(fā)生熱量交換。從固體壁面到流體表面時與該表面發(fā)生熱量交換。從固體壁面到流體介質的熱量傳遞稱對流。介質的熱量傳遞稱對流。 一方面流道板和噴嘴一方面流道板和噴嘴的壁面向周圍的空氣的壁面向周圍的空氣傳遞對流熱量。另一傳遞對流熱量。另一方面，定?？蛴窒颦h(huán)方面，定模框又向環(huán)境空氣傳遞對流熱量。境空氣傳遞對流熱量。在熱流道工程計算中在熱流道工程計算中常用的是對前者的簡常用的是對前者的簡化算法?；惴ā?.1.流道板的熱對流流道板的熱對流 為了減小流道板的熱損失為了減小流道板的熱損失,它與周邊模具零件之間空氣間隙它與周邊模具零

5、件之間空氣間隙如下圖所示。如下圖所示。減少對流熱損失，常用方法有減少對流熱損失，常用方法有:封閉流道板周邊的間隙空間封閉流道板周邊的間隙空間,限制和阻隔空氣的流通；流道板的大面積的表面上限制和阻隔空氣的流通；流道板的大面積的表面上,或在模或在模具結構件里側加裝絕熱板。具結構件里側加裝絕熱板。 2.2.流道板的熱對流的計算流道板的熱對流的計算 給熱系數(shù)aK可以通過傳熱學理論計算,也可由理論指導下實驗測得。如果是周邊空氣被強迫流動給熱系數(shù)aK= 10100W/(m2K)。而空氣自然流動aK= 510W/(m2K)。曾有試驗得到的ak值更小。 3.熱輻射熱輻射 任何物體都會不停地以電磁波形式向外界輻

6、射能量。同時任何物體都會不停地以電磁波形式向外界輻射能量。同時又不斷吸收外界其他物體的輻射能。當輻射能與吸收能不相又不斷吸收外界其他物體的輻射能。當輻射能與吸收能不相等時，就產(chǎn)生這種熱量傳遞方式稱熱輻射。等時，就產(chǎn)生這種熱量傳遞方式稱熱輻射。 一個所謂黑體，是指吸收所有一個所謂黑體，是指吸收所有的輻射能?？梢约俣ㄝ椛鋫鬟f的輻射能?？梢约俣ㄝ椛鋫鬟f熱量與通過的氣體、液體和固熱量與通過的氣體、液體和固體等介質無關。右圖所示為熱體等介質無關。右圖所示為熱流道系統(tǒng)中熱量的輻射傳遞。流道系統(tǒng)中熱量的輻射傳遞。如熱流道板和周圍的模板之間如熱流道板和周圍的模板之間發(fā)生輻射能量的交換。流道板發(fā)生輻射能量的交換

7、。流道板的保溫設計，應讓輻射能盡量的保溫設計，應讓輻射能盡量多的反射回去。避免黑體效應，多的反射回去。避免黑體效應，減少周圍的模板吸收輻射能。減少周圍的模板吸收輻射能。這就要阻隔熱流道系統(tǒng)與周圍這就要阻隔熱流道系統(tǒng)與周圍的模板之間輻射能的傳遞。的模板之間輻射能的傳遞。3.1.流道板的熱輻射計算流道板的熱輻射計算3.2.減小流道板的熱輻射減小流道板的熱輻射 熱輻射交換發(fā)生在流道板與定模模架的結構件之熱輻射交換發(fā)生在流道板與定模模架的結構件之間。降低熱輻射損失途徑間。降低熱輻射損失途徑:流道板外表面磨削后拋光流道板外表面磨削后拋光,保持流道板周邊間隙空間的清潔；流道板外表面上保持流道板周邊間隙空間

8、的清潔；流道板外表面上安裝光亮的大面積鋁箔反射片；在流道板的外表面安裝光亮的大面積鋁箔反射片；在流道板的外表面或模架框的里表面上安裝大面積絕熱板?；蚰＜芸虻睦锉砻嫔习惭b大面積絕熱板。 3.3.流道板的熱對流和熱輻射式的合并流道板的熱對流和熱輻射式的合并 第二節(jié)第二節(jié) 流道板的功率計算流道板的功率計算1. 流道板加熱功率簡化計算流道板加熱功率簡化計算2. 流道板加熱功率簡便計算流道板加熱功率簡便計算3. 流道板加熱和熱損失詳細計算流道板加熱和熱損失詳細計算 熱流道系統(tǒng)加熱功率計算熱流道系統(tǒng)加熱功率計算CHPH程序程序 1. 流道板加熱功率簡化計算流道板加熱功率簡化計算1.流道板加熱功率簡化計算流

9、道板加熱功率簡化計算0 流道板加熱效率系數(shù)流道板加熱效率系數(shù) 2. 流道板加熱功率簡便計算流道板加熱功率簡便計算 第一項是流道板升溫的加熱功率，第一項是流道板升溫的加熱功率， T 所需升高的溫度，所需升高的溫度， 第二項是流道板熱輻射和熱對流的功率損失，第二項是流道板熱輻射和熱對流的功率損失， 第三項是各支承物的總傳導熱損失，第三項是各支承物的總傳導熱損失， T熱流道板與定模邊各板的溫差熱流道板與定模邊各板的溫差 3.流道板加熱和熱損失詳細計算流道板加熱和熱損失詳細計算 詳細算法對流道板的加熱功率、熱傳導、熱對流及熱輻射進行詳細計算。需要計算流道板的體積和表面積。應熟悉流道系統(tǒng)的熱傳導、熱對流

10、和熱輻射的絕熱設計。了解封閉式熱流道的結構設計。要輸入流道板的支承物的幾何和物理參量，此方法是較完整的熱流道傳熱系統(tǒng)的工程計算。實例實例熱流道系統(tǒng)有流道板外形熱流道系統(tǒng)有流道板外形8050046mm,又有三個承壓圈又有三個承壓圈和支承墊外徑和支承墊外徑25mm,內孔內孔14mm,厚厚5mm。要求流道板的最。要求流道板的最高工作溫度高工作溫度360；注射模的溫度；注射模的溫度100。計算加熱功率。計算加熱功率。 1-主流道杯 2過濾網(wǎng)套 3支承墊 4定位銷 5止轉銷 6承壓圈7端面堵栓 8金屬密封圈 9熱流道噴嘴 10金屬管狀電熱彎管11熱電偶 12反射箔片反射箔片 13絕熱板絕熱板 14銷釘實例實例-流道板的熱傳導功率損耗流道板的熱傳導功率損耗 實例實例-流道板的的熱對流和熱輻射的功率損失流道板的的熱對流和熱輻射的功率損失實例實例-本例計算數(shù)