Теоретическая подготовка. Тепловой расчет проводят с целью определения необходимого числа нагревательных элементов, их мощности и времени разогрева.

Тепловой расчет проводят с целью определения необходимого числа нагревательных элементов, их мощности и времени разогрева.

Для расчета мощности электрообогревателя составляют тепловой баланс подводимой к пресс-форме тепловой энергии и расходуемой (Дж)

Q_под = Q_пол+ Q_пот

Q_пол= Q_нагр+ Q_экз

Q_пот= Q_о.с+ Q_б.с+ Q_с.п+ Q_пр

Q_под-общее количество теплоты, подводимое к пресс форме,

Q_нагр- количество теплоты, поступающее от электронагревателей,

Q_пол-полезная теплота, идущая на нагрев пресс материала,

Q_пот-теплота теряемая пресс формой бесполезно,

Q_о.с-потери теплоты в окружающую среду,

Q_с.п-потери теплоты в стол пресса,

Q_б.с-потери теплоты через болтовые соединения,

Q_пр-прочие потери

Количество теплоты Q_экз, выделяющееся за счет экзотермической реакции поликонденсации: 30-40кДж на 1 кг пресс-материала.

Теплота, идущая на нагрев материала до температуры прессования

Q_пол=с g t

c- удельная теплоемкость пресс- материала, кДж/(кг К)

g- общая масса прессуемого за 1 час материала, кг

t- приращение температуры пресс-материала, К. Учитывая, что изделие при прессовании нагревается за счет внешней теплоты стенок пресс-формы от 20 до 150 ⁰С, а дальнейшее нагревание происходит за счет теплоты поликонденсации перерабатываемого прессматериала, t=150-20=130⁰С

g= g_пnm

g_п-масса пресс материала, идущая на одно изделие, кг

n-число гнезд в пресс-форме,

m-количество запрессовок за 1 час.

Теплоту полимеризации можно определить по уравнению

Q_реак=zgc t^/

Z-средняя часовая штучная производительность

t^/ = 190-150=40 ⁰С

Потери теплоты в окружающую среду:

Q_пот= aF t^/

a=46.9(кДж/м² ч К)-коэффициент теплоотдачи поверхностями пресс-формы в воздух)

F= F_б+ F_р- полная поверхность пресс-формы, м² (F_б- боковая поверхность пресс-формы, F_р- поверхность мест разъемов пресс формы, м²

t^/- разность температур наружной стенки пресс-формы и воздуха.

Потери теплоты болтовым соединением рассчитывается

Q_б.с=480d[

d-диаметр болтового соединения, м d=25 мм

-длина отверстия, м

=167, 6кДж/(м ч К)

=46, 9кДж/(м² ч К)

Теплоту, которую должны подвести электронагреватели, можно подсчитать по упрощенной формуле

Q_пот= Q_нагр

Q_нагр= aF t

Установленную мощность нагревателей рекомендуется принимать на 15-20% выше теоретической

Q_расх= Q_нагр*1, 2

Мощность для разогрева пресс-формы можно определить по формуле:

W_р=W_уп m_п

W_уп- удельная мощность, Вт/кг

m_п- масса пресс-формы

Необходимое число нагревательных элементов n_н- определяется

n_н= m_п W_уп/ (S_н W_ун)

S_н –площадь поверхности нагревательного элемента, см²

W_ун -удельная мощность нагревательного элемента, Вт/см²

Мощность обогрева

W_об=с₁m_п(Т₂-Т₁)/ +a₁S_n[(Т₂+Т₁)/2 - Т₁]

Мощность, необходимая для компенсации теплопотерь

W_п= a₁S_n(Т₂-Т₁)

a₁=0, 015кДж/(м² ч К)-коэффициент теплоотдачи материала пресс-формы

S_n-площадь поверхности теплоизлучения, м²

с₁=502 Вт с/(кг К)-удельная теплоемкость материала пресс формы