第4期 对大型注塑模具加热兢的初步分析 369 2.1大平壁的一维稳定传热 如图1所示的空气隔热层可以认为上面的热流道板和下面的定模型腔板是在正常恒 温下操作的,在这样的条件下,隔热层的厚度远较长度和宽度为小,处于半密闭状态。因此 层内空气对流很小,可以忽略不计。另外热塑性塑料熔体的加热温度一般均低于300℃,因 而热辐射也可忽略不计。再是隔热层内自身没有内 热源这样就使得问题大为简化,可以作为“平壁”的 维稳定传热来考虑。在平壁的长度和宽度各超过 其厚度10倍时,平壁的边界效应已减小到可在工程 计算里当作“薄平板”来处理。如图3所示的情况,在 平壁两侧的表面平行的各个平面都成等温面。其温 BR<O 度只沿x轴方向,即垂直于表面的厚度方向改变。 由傅立叶经验定律表达式表示 2-dF 可知在稳定传热时,每单位时间内的传热量为一定 值,故得: y=-i dF (W) (1) 3大平壁的壁内温度分布 式中为单位时间内传热量W); Q为热量(j);r为时间s):为导系数(W/mC),A≈A0(1+A);B2为温度系数(l/C); a/am为溢度书度(C/m);t为温度(C);n为等温面垂直距离(m);F为垂直于热流方向的传 热面积(m),把图1所示的空气隔热层看成是单层“大平壁”,于是(1)式简化为 这求得了保持流道板温度为t=(用厚度为6的空气隔热层进行绝热,模板温度为Ln2),单位 时间内(8)所需补加的热量。若这种补加的热量以电能形式进行,则所需功率为: (I-l) F (W) (3) 式中F是流道板向空气层传热的面积 2.2圆筒壁的一维稳定传热 图2所示的空气隔热层,是属于圆筒壁结构的传热问题。如果筒壁内外半径各为r1和 2长度l超过r2的10倍时,在工程计算中就可以看作是D>r2接近于无限的圆筒壁,使问题 简化。这样当内、外壁温度各维持为等温1,和t2,则对“无限长”圆筒壁来说:各个等温面都 将是彼此同心的圆柱面圆柱面的表面积为F=2rt,随着半径r的增加而加大。r为n1>r> r2的任意数。这种长圆筒壁的壁内温度分布成轴对称的一维温度场,热流朝着径向,在没有 内热源的情况下,q沿途不变。据此建立圆柱座标系的稳定热微分方程。 (rdF)=0 根据导热基本定律 o1994-2009chinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreservedhttp:/www.cnki.net第 期 对 大 型注 塑模其 加 热 京拢的 初 步分析 大平壁的一维稳定传热 如 图 所示 的空气隔热 层 , 可以认为上面的热流道板和 下面 的定模型腔板 , 是在正常恒 温下操作 的 , 在这样 的条件下 , 隔热层 的厚度远较长度和宽度为小 , 处于半 密闭状态 。 因此 , 层 内空气对流很小 , 可 以忽略不计 。 另外热塑性塑料熔体的加热温度一般均低于 ℃ , 因 而热辐射也可忽略不计 。 再是隔热层 内 自身没有 内 热源 , 这样就使得 间题大为简化 , 可以作为 “ 平壁 ”的 一维稳定传热来考虑 。 在平壁的长度和宽度各超过 其厚度 倍时 , 平壁 的边界效应 已减小到 可在工程 计算里当作 “ 薄平板 ”来处理 。 如图 所示 的情况 , 在 平壁两侧 的表面平行的各个平面都成等温面 。 其温 度只沿 轴方向 , 即垂直于表面 的厚度方向改变 。 由傅立叶经验定律表达式表示 , 决 , ” 代一 二 —人 二 , 户 动忍 可知在 稳定 传热 时 , 每单位 时 间内的传热量为一定 值 , 故 得 长飞 吞 ,一 粤口“ 图 大平壁的壁内沮度分布 式 中婴为单位时间 内传热量 ‘ 口为热量 力 , 为 时 间 久 为热导系数 ℃ , 久、久。 几 几 为温度系数 ℃ 决 加 为温度梯度 ℃ ‘ 为温度 ℃ 产 为等温面垂直距离 为垂直于热流方 向的传 热面积 。 把 图 所示 的空气隔热层看成是单层 “ 大平壁 ” , 于是 式简化 为 。一 二鱼粤兰旦 这求得 了保持流道板温度 为 ‘ , 用厚度 为 ‘ 的空气隔热层进行绝热 , 模板温度为 时间内 。 所需 补加 的热量 若这种 补加的热量 以 电能形式进行 , 则所需功率为 。 , 单位 尸 丛丛二 生丝 尸 口 式 中 是流道 板向空气层传热 的面积 圆筒壁的一维稳定传热 图 所示 的空气隔热层 , 是属 于 圆筒壁结构 的传热 问题 。 如果筒壁 内外半径各为 , , 和 , , 长度 超过 , 的 倍时 , 在工程计算 中就可以看作是 接近于无限 的圆筒壁 , 使 问题 简化 。 这样 当 内 、 外壁温度各维持为等温 ‘ , , 和 儿 , 则对 “ 无限长 ”圆筒壁来说 各个等温面都 将是彼此 同心 的圆柱面 , 圆柱面 的表面积为 二月 , 随着半径 , 的增加而加大 一 为 , , , , 的任意数 。 这种长 圆筒壁 的壁 内温度分布成轴对称的一维温度场 , 热流朝着径 向 , 在没有 内热源的情况下 , 沿途不变 。 据此建立 圆柱座标系的稳定热微分方程 。 生 票 , 攀 一 。 护 根 据导热基本定律 一 坐