Тепловой расчет прессформы литьевой машины

 

Методика расчёта сводится к определению длины охлаждающих каналов пресс-формы для известных начальных условий.

Литьевую форму при работе охлаждают водой. Качество изделий улучшает­ся при равномерном распределении температуры по формирующей поверхно­сти, что достигается определённым расположением каналов в пресс-форме. Длина каналов должна обеспечивать охлаждение детали с определённой скоро­стью. Диаметр канала, обычно круглого сечения, принимают в пределах от 8 мм до 12 мм. Исходя из формы отливки наиболее эффективно прямолинейное расположение каналов. Система охлаждения обычно предусматривается и в матрице и в пуансоне. В этом случае охлаждение более равномерное.

Количество тепла, отдаваемое материалом:

Q=G*c(Т_пл-Т_отл) (3.1)

 

где G - масса охлаждаемой отливки, кг;

с - удельная теплоёмкость полимера, кДж/кг*К; Т_пл

- температура расплава, поступающего в пресс-форму, К; Т_отл - температура отливки при извлечении из пресс-формы, К.

Тепло, отдаваемое перерабатываемым полимером, уходит с хладоагентом Q₁ и а окружающую среду Q₂:

Q=Q₁+Q₂ (3.2)

 

 

При расчёте теплового режима литьевой формы полагают, что всё тепло уносится хладоагентом, т.е. Q = Q₁- В этом случае:

Q₁=G₁*c₁(T_вых-Т_вх) (3.3)

 

где G ₁- масса хладоагента, кг;

с₁ - удельная теплоёмкость хладоагента кДж/кг*К;

T_вых - ко­нечная температура хладоагента, К;

Т_вх - начальная температура хладоагента, К.

Из уравнения (3.4) находят массу хладоагента:

 

Массовый расход хладоагента рассчитывается по уравнению (3.5):

где g_M - массовый расход воды (хладоагента), кг/с;

т_ц - время цикла, с.

Скорость движения воды:

 

f_K- площадь се­чения канала, м²;

n - число каналов.

где р_в - плотность воды, кг/м³.

Диаметр канала, как отмечено выше, принимают от 8 до 12 мм. Значение f _к определяют по уравнению

Значение f _к и V подставляют в формулу (3.6) для определения скорости движения хладоагента.

Для определения длины охлаждающих каналов необходимо знать поверх­ность охлаждения и коэффициент теплоотдачи, значение которого определяют из выражения для критерия Нуссельта (Nu), который, в свою очередь, зависит от критерия Рейнольдса

f_K- площадь се­чения канала, м²;

n - число каналов.

где р_в - плотность воды, кг/м³.

Диаметр канала, как отмечено выше, принимают от 8 до 12 мм. Значение f _к определяют по уравнению

Значение f _к и V подставляют в формулу (3.6) для определения скорости движения хладоагента.

Для определения длины охлаждающих каналов необходимо знать поверх­ность охлаждения и коэффициент теплоотдачи, значение которого определяют из выражения для критерия Нуссельта (Nu), который, в свою очередь, зависит от критерия Рейнольдса

f_K- площадь се­чения канала, м²;

n - число каналов.

 

где υ - кинематическая вязкость, м /с.

Из уравнения (3.11) можно определить α - коэффициент теплоотдачи,

Вт/м² К

 

для ламинарного режима (для Re < 2300)

для переходного режима (для 2300<Re<10⁴);

для турбулентного режима (Re>10⁴).

 

В уравнениях (3.12), (3.13), (3.14): Рr - критерий Прандтля, Gr – критерий

 

Грасгофа, расчет которых ведут по следующим уравнениям:

где a – коэффициент теплопроводности хладагента, м²/с.

где λ - коэффициент теплопроводности хладоагента, Вт/м*К;

ρ - плотность хладоагента, кг/м³;

c₁ - удельная теплоёмкость хладагента, Дж/кг*К.

Уравнение для расчёта критерия Грасгофа имеет вид:

 

где g - ускорение свободного падения, 9,8 м/с²;

β - коэффициент объёмного расширения жидкости (хладагента),

где Т_ф - температура пресс-формы, К; Тср.хл.- средняя температура хладоагента, К.

где - Т_вх., Т_вых соответственно температура хладагента на входе и выходе из пресс-формы.

После чего из уравнений (3.11 - 3.14) определяют Nu и α.

Если отношение длины канала к его диаметру меньше 50, то для α вводится поправка Е_в = 1,44

Затем из уравнения (3.21) для расчёта количества тепла, воспринимаемого хладоагентом

 

где F - площадь поверхности каналов, м²; τ_ц - время цикла, с, определяют

 

где F - площадь поверхности каналов, м²; τ_ц - время цикла, с, определяют площадь поверхности каналов:

 

 

после чего находят длину каналов охлаждения

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. Перечислите геометрические характеристики рабочего органа экструдера

2. Как рассчитывается максимальное давление, развиваемое в экструдере.

3.Как рассчитывается производительность экструдера с постоянным шагом нарезки и уменьшающейся глубиной нарезки

4.Как рассчитывается производительность экструдера с переменным шагом нарезки и постоянной глубиной нарезки

5.Как рассчитать материальные потоки в экструдере: прямой, обратный, утечек.

6.Как устроена головка экструдера. Разделение на зоны.

7. Как рассчитывается гидравлическое сопротивление различных участков головки

8. Как рассчитывается производительность, скорость сдвига, вязкость, перепад давления в различных участках головки

9.Как определить рабочие точки и дать методику их определения.

10. Как рассчитывается мощность, потребляемая экструдером для перемещения массы вдоль спирального канала головки

11. Как рассчитывается мощность, потребляемая экструдером для перемещения массы вдоль спирального канала головки для среза материала в зазоре между гребнем и внутренней поверхностью цилиндра

12. Как рассчитывается время цикла литья под давлением по блоку формы

13. Как рассчитывается время цикла литья под давлением по блоку пластикации

14. Как рассчитывается производительность литьевой машины

15.Изобразите цикл - диаграмму процесса литья под давлением

16..Как влияют технологические параметры на качество изделий

17. Как определить число гнезд прессформы при изготовлении изделий

18. Как подбирают литьевую машину

19. Перечислите операции прямого прессования

20. Как рассчитывается время отверждения и время выдержки под давлением при прессовании

 

Библиографический список

 

1. Власов С.В., Кандырин Л.Б. и др. Основы технологии переработки пластмасс. М.: Химия, 2004. Изд. 2, С.372-383

2.Вологин М.Ф., Епифанов В.Б., Кирьяков Г.Е., Логинова

Н.В.Параметрические и технологические расчеты в курсовом и дипломном проектировании производств переработки пластмасс. Учебное пособие к практическим занятиям. Самара: СамГТУ. 2006. –130 с.

3. Шембель А.С., Антипина О.М. Сборник задач и проблемных ситуаций по технологии переработки пластмасс. Л.: Химия, 1990.- с.20-83

4. Синельникова Р.М. Примеры и задачи по технологическим расчетам при переработке пластмасс. Методические указания к практическим занятиям. Самара: СамГТУ. 2013 (Электронный вариант)

 

 

⇐ Предыдущая123

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: