一种用于设计电加热滚塑工艺的传热计算方法

作     者：吕墨宇 刘学军 孟春玲 LYU Moyu;LIU Xuejun;MENG Chunling

作者机构：北京工商大学计算机与人工智能学院北京100048 

出 版 物：《中国塑料》 (China Plastics)

年 卷 期：2024年第38卷第4期

页      面：67-72页

核心收录：

学科分类：08[工学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 080502[工学-材料学] 

主　　题：电加热模具 滚塑工艺 加热效率 加热时间 加热功率 传热计算 

摘      要：首先针对一个空模具以及生产4种不同厚度的氢气瓶内胆的电加热滚塑工艺,通过实验分别测量了模具表面和模内的温度、加热时间和耗电量,并据此计算了在这5种情形下的加热效率和放大系数。然后提出了一种用于设计电加热滚塑工艺的计算方法。即在模具的材料和质量、模内粉料的物性和质量、工艺参数确定后,先计算出有效热能,接着根据放大系数初步估算出在加热阶段电热丝需发出的热能,并由此得出满负荷的加热功率和电热丝的长度。然后利用static bed模型通过FLUENT软件仿真计算出加热时间和电热丝实际需发出的热能。以一个中空立方形的塑料制品的电加热滚塑工艺为例说明了该方法的应用步骤,并研究了满负荷的加热功率和模具材料对加热效率、加热时间和电热丝实际需发出的热能的影响。结果表明,加热效率随氢气瓶内胆厚度的增加而下降,加热时间随着满负荷功率的增大而减少的速率变得越来越慢。采用钢制模具的加热时间比采用铝制模具更长,电热丝也需发出更多的热能。