еми обігріву, яка необхідна для забезпечення працездатності як в пусковому так і в стаціонарному режимі роботи прес-форми. У тепловому розрахунку прес-форми виділяють 2 етапи:
. Визначення потужності нагрівальних елементів для розігріву прес - форми протягом заданого часу в пусковому режимі роботи (W 1);
. Визначення потужності нагрівальних елементів в стаціонарному режимі роботи (W 2).
Для більшості прес-форм W 1 gt; W 2, але розрахунок величини W 2 обов'язковий, оскільки, наприклад, конструкції прес-форм з сильно розвиненою поверхнею при малій загальній масі формующих елементів мають значні втрати тепла в навколишнє середовище при розмиканні прес-форми в стаціонарному режимі її роботи. Таким чином W 1 gt; W 2. Після розрахунків приймають значення W (для реалізації її в прес-формі) відповідно максимальному значенню з W 1 і W 2.
4.1 Визначення потужності нагрівальних елементів для розігріву прес-форми в пусковому режимі
Розрахунок W 1 при заданому часу розігріву прес-форми ? раз =30 хвилин.
(4.1)
де Q ін - тепло для розігріву прес-форми до температури пресування (без чета втрат), Дж;
- втрати тепла за час розігріву, Вт
? раз - час розігріву, час;
Приймаємо, що час розігріву прес-форми одно 20 хвилин, тобто ? раз =1200 с.
(4.2)
де з уд - питома теплоємність сталі, кДж/кг? С;
G пф - маса прес-форми, кг;
- середня температура прес-форми в кінці розігріву, ° С.
з уд =500 Дж/(кг? ° С)
Приймемо Т ср ін =160 ° С, тобто трохи нижче температури вулканізації, яка дана за завданням на курсове проектування і дорівнює Т в =165 ° С.
(4.3)
де?- Щільність сталі,
V - обсяг Прес-форми, м3.
? =+7800
(4.4)
де а - довжина сторони прес-форми, м; b - ширина прес-форми, м; з - ширина прес-форми, м.
Геометричні розміри прес-форми візьмемо з складального креслення:
a =600 мм=0,60 м; b =600 мм=0,6 м; з =144 мм=0,144 м.
Обсяг прес-форми за формулою (2.4) дорівнює:
V=0,6? 0,6? 0,144=0,05184м3
Gпр=+7800? 0,05184=404кг
Qпр=500? 404 (165-20)=29,3? 106Дж
Втрати тепла за час розігріву визначаються за формулою (4.5):
(4.5)
де - втрати тепла бічними поверхнями прес-форми, Вт;
- втрати тепла в стіл преса поверхнями контакту з пресом, кВт.
(4.6)
де
- коефіцієнт тепловіддачі бічних поверхонь і теплоізоляції, Вт/м2;
f б - площа бічної поверхні прес-форми, м2;
Т і - температура бічній поверхні і теплоізоляції, ° С.
Зазвичай, температуру теплоносія приймаємо рівною Т і =80 ° С. Площа бічної поверхні визначимо за такою формулою:
(4.7)
Fб=2? 0,6? 0,144 + 2? 0,6? 0,6=0,8928м2
Втрати тепла в стіл преса:
(4.8)
де
f до - площа контакту прес-форми з пресом, м2; ? ін - коефіцієнт теплопровідності прокладки, Вт/м; ? ін - товщина прокладки, м; Т 0 - середня температура поверхонь контакту за період розігріву, ° С; Т п - температура столу преса, ° С.
Площа контакту прес-форми з пресом дорівнює f до = a? b =0,6? 0,6=0,36 м2; ? ін =0,036 Вт/м; Приймемо товщину прокладки рівний ? ін =0,005 м; температуру столу преса Т п =20 ° С. Середню температуру поверхонь контакту за період розігріву визначимо за формулою:
(4.9)
де
Т з - температура стінок прес-форми, ° С. Приймаються температуру стінок прес-форми рівний 140 ° С.
Відповідно до формули (2.7) втрати в стіл преса складуть:
Втрати при розігріві:
Потужність нагрівальних елементів, необхідна для розігріву прес-форми:
4.2 Визначення потужності нагрівальних елементів в стаціонарному режимі роботи
Принцип розрахунку подібний до розрахунку. Потужність нагрівальних елементів повинна бути достатн...
