Приклад розрахунку d; цвіль - Івалді

Приклад розрахунку, що визначає потужність, що встановлюється для нагрівання сталевої форми.

Мета: Компресійний прес із загартованою сталевою формою використовується для формування пластикових деталей.

Кількість пластику, вставленого у форму, становить 50 г при кімнатній температурі.
Норма становить 30 штук на годину.
Зовнішні розміри форми: 150 х 250 х 150 мм.
Форма розміщується між 2 прес-пластинами розмірами: 250 x 400 x 50 мм кожна.
Лотки ізольовані від преса за допомогою жорсткої ізоляційної пластини товщиною 15 мм.
Форму необхідно попередньо нагріти до 200 ° C за 45 хвилин, закривши.
Температура навколишнього середовища 20 ° C.

Потужність, необхідна для нагрівання форми та лотків за 45 хвилин

= 3711 Вт

М = маса форми та лотків у кг
М = об'єм в дм3 х щільність
М = [(1,5 х 2,5 х 1,5) + 2 х (2,5 х 4 х 0,5)] х 7,87
М = 122,9 кг

Cp = питома теплоємність сталі
0,11 ккал/кг
= підвищення температури
= 200 - 20 = 180 ° С

0,86 = коефіцієнт перетворення ккал/год у ватах
ц = час запуску = 0,75 години

Потужність, необхідна для нагрівання пластику під час робочої фази

2 = 94 Вт

М = маса пластику в кг
М = 0,050 кг

Cp = питома теплоємність пластику (полікарбонату)
Cp = 0,3 ккал/кг. К
= 180 ° С
ц = час циклу деталі
ц = 1/30 = 0,0333 години

Потужність, необхідна для компенсації втрат тепла на поверхні валиків, прес-форми та на прес-каркасі

Ці втрати:

провідності
конвекція
випромінювання

Втрати на провідність через ізольовані поверхні лотків

= коефіцієнт провідності жорсткої ізоляції
= 0,65 Вт/м.К

e = товщина ізоляції
e = 0,015 м

= загальна ізольована поверхня (верхній і нижній лотки)
= (0,25 х 0,4) х 2
= 0,2 м²

= 180 ° С

Втрати при конвекції бічних поверхонь форми і плит

h. = потужність, що розсіюється на м² на вертикальній металевій поверхні, помножена на DT (180 ° C).
h. = 900 Вт/м²

= вертикальні поверхні лотків і форми
= (0,15 + 0,25) x 2 x 0,15 + (0,25 + 0,4) x 2 x 0,05 x2
= 0,25 м²

Конвекційні втрати з нижньої сторони верхньої пластини

h. = 850 Вт/м2

= (0,25 x 0,4) - (0,15 x 0,25)
= 0,0625 м²

Втрати від конвекції з верху нижньої пластинир

h. = 1650 Вт/м²

= 0,0625 м²

Втрати радіації на всі поверхні цвілі та валика

= коеф. емісія злегка окисленої загартованої сталі
= 0,7

= Постійна Стефана-Больцмана
= 5,675. 10 -8 Вт/м². K 4

К = Кельвін = градус Цельсія + 273

Т = Температура лотків і форми у K
Т = 200 + 273
Т = 473 К

= загальна поверхня форми і випромінюючих пластин
= 0,375 м²

Загальні втрати тепла за годину

Проведення	в	= 1560 Вт
Бічна торцева конвекція		= 225 Вт
Конвекція обличчям вниз	проти	= 53 Вт
Конвекція обличчям вгору	d	= 103 Вт
Випромінювання	e	= 745 Вт
Загальні втрати	3	= 2686 Вт

Визначення потужності, яку потрібно встановити

Під час завантаження

Потужність, необхідна для запуску, включає:

- Потужність для нагрівання форми та верхньої та нижньої пластин. Ця потужність набагато важливіша, оскільки час підвищення температури невеликий.

- Потужність компенсувати втрати провідністю, конвекцією та випромінюванням. Під час пуску це дорівнює 2/3 загальних втрат стійкого стану.

P = (1 + 2/3 3) 1.1

З: 1 = тепло для опалення
3 = загальні втрати тепла
1,1 = коефіцієнт. безпеки
P = (3711 + 2/3 x 2686) 1.1

Початкова потужність = 6052 Вт

Робоча потужність

Робоча потужність дорівнює:
- Потужність нагрівати пластик
- Потужність для компенсації втрат тепла.

P = (2 +3) 1.1

З:
2 = потужність для нагрівання пластику
3 = потужність для компенсації втрат тепла
1,1 = коефіцієнт. безпеки
Р = (94 + 2686) 1.1

Робоча потужність = 3058 Вт