Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Основы компьютерного моделирования процессов изготовления изделий из пластмасс литьем под давлением. Интерпретация результатов анализа. Учебное пособи
.pdf
3 АНАЛИЗ ТЕЧЕНИЯ С УЧЕТОМ РЕАЛЬНОЙ СИСТЕМЫ
ОХЛАЖДЕНИЯ ЛИТЬЕВОЙ ФОРМЫ
В дополнение ко всем другим функциям литьевая форма действует как теплообменник. При конструировании системы охлаждения
формы необходимо учитывать ряд приведенных ниже соображений.
Эффективность охлаждающей жидкости. Она определяется
скоростью потока для создания хорошей турбулентности
(предпочтительно иметь число Рейнольдса свыше 10000).
Температура хладоагента должна быть сбалансирована с
учетом времени охлаждения и качества изделия (уровень остаточных
напряжений снижается при медленном охлаждении).
Падение давления охлаждающей жидкости происходит при
разветвленной системе каналов, их малом сечении и наличии многочисленных изгибов под острым углом, соединительных фитингов.
Материал формы подбирается с учетом теплопроводности
(знаки, вставки).
Охлаждающая жидкость. В качестве хладоагентов могут
использоваться вода, водные растворы гликолей, масло.
3.1 Температура хладагента в контуре (Circuit coolant
temperature)
Результат отображает температуру охлаждающей жидкости в
контуре системы охлаждения (рис. 3.1).
Рис. 3.1. Распределение температуры хладагента в каналах
системы охлаждения
101
Температура охлаждающей жидкости на входе и выходе из
охлаждающих каналов должна увеличиваться в пределах 2–3 °C. Если
имеет место больший перепад температур, можно использовать
данные этого результата для определения областей, где происходит
наибольший рост температуры.
3.2 Скорость течения в контуре (Circuit flow rate)
Результат показывает скорость потока охлаждающей жидкости
(литр/минута) в контуре системы охлаждения (рис. 3.2). Скорость
потока в каждом контуре системы охлаждения постоянна.
Рис. 3.2. Скорость потока хладагента в контуре системы охлаждения
Этот результат необходимо использовать в сочетании с результатом «Число Рейнольдса в контуре» для того, чтобы определить
скорость потока, необходимую для достижения турбулентности течения охлаждающей жидкости. Расход охлаждающей жидкости сам по
себе не является доминирующим фактором в отводе тепла. Он
является минимальным и необходимым условием для достижения
заданного числа Рейнольдса, характеризующего характер течения.
Данный результат позволяет проверить, достаточна ли производительность насоса для охлаждающей жидкости, чтобы обеспечить
необходимый теплоотвод в каждом контуре системы охлаждения.
102
3.3 Число Рейнольдса в контуре (Сircuit Reynolds number)
Результат показывает число Рейнольдса охлаждающей
жидкости в контуре системы охлаждения (рис. 3.3).
Рис. 3.3. Число Рейнольдса хладагента в контуре системы охлаждения
После того, как достигается турбулентность потока охлаждающей жидкости в контуре системы охлаждения, дальнейшее
увеличение расхода хладагента мало влияет на скорость отвода тепла.
Таким образом, скорость потока охлаждающей жидкости должна быть
установлена только для достижения идеального числа Рейнольдса,
соответствующего турбулентному течению.
Может быть рекомендовано минимальное число Рейнольдса
10000. Не следует стремиться к числу Рейнольдса больше 10000 . Если
в существующей системе охлаждения не удается достичь числа
Рейнольдса такой величины, можно подумать об изменении схемы
системы охлаждения (сечения каналов, перепада температур
хладоагента на входе и на выходе и др.). Следует учитывать, что при
величине числа Рейнольдса ниже 4000 течение может быть
ламинарным, что будет малоэффективно для отвода тепла от отливки.
103
3.4 Температура металла в контуре системы охлаждения
(Сircuit metal temperature)
Результат отображает температуру металла вокруг
охлаждающих каналов системы охлаждения, усредненную по времени
цикла (рис. 3.4).
Рис. 3.4. Распределение температуры на стенках каналов охлаждения
Распределение температуры должны быть равномерным по
всей линии системы охлаждения. Повышение температуры обычно
происходит там, где канал охлаждения приближается к оформляющей
полости. В этих областях соответственно будет иметь место и
больший разогрев охлаждающей жидкости. Если температура в этих
областях слишком высокая, ее можно попытаться понизить, используя
следующие действия:
- увеличить размер охлаждающего контура;
- увеличить скорость течения хладагента;
- понизить температуру хладагента на входе.
3.5 Температура на поверхности оформляющей полости
(Temperature (top), part)
Данный результат показывает среднюю за время цикла
температуру на границе пластик–форма (рис. 3.5).
104
Рис. 3.5. Средняя температура на границе пластик–форма
за время цикла
Использование этого результата может позволить найти
локализованные горячие или холодные пятна, и оценить, будут ли они
влиять на продолжительность цикла и деформацию детали после
извлечения из пресс-формы. Возможно, потребуется скорректировать
появление таких пятен изменением конструктивных факторов системы
охлаждения. Различие в температуре на поверхности оформляющей
полости не должно превышать ±10 °C.
3.6 Температура поверхности холодного летника (Temperature
at surface, cold runner)
Результат показывает температуру поверхности оформляющей
полости в области охлаждаемого литника, усредненную по циклу
(рис. 3.6). Этот результат следует использовать для того, чтобы найти
локализованные горячие или холодные пятна в модели и проверить,
будут ли они влиять на длительность цикла и деформацию детали.
Если горячие или холодные области существуют, возможно,
потребуется скорректировать систему охлаждения для их устранения.
105
Рис. 3.6. Температура поверхности оформляющей полости
в районе литника
3.7 Время охлаждения, оформляющая полость (Time
to freeze, part)
Результат отображает количество времени, необходимого для
охлаждения до температуры извлечения полимера в оформляющей
полости, измеренное от начала цикла (рис. 3.7).
Рис. 3.7. Время для охлаждения изделия до температуры извлечения
106
В идеале весь полимер в оформляющей полости должен
охлаждаться равномерно и быстро, насколько это возможно.
Посмотрите на разницу во времени между большей частью
модели и последним застывающим элементом. Если эта разница
является большой, следует увеличить охлаждение вокруг этой
последней застывающей области или провести доработку формы.
3.8 Время охлаждения, холодный летник (Time to freeze,
cold runner)
Результат показывает количество времени, необходимого для
охлаждения полимера до температуры извлечения в области
холодного литника, измеренное от начала цикла (рис. 3.8).
Рис. 3.8. Время, необходимое для охлаждения полимера
до температуры извлечения в районе литника
В идеале полимер в форме должен остывать равномерно и с
необходимой скоростью. Надо обратить внимание на разницу во
времени охлаждения между большей частью модели и последним
застывшим элементом в области холодного литника. Если эта разница
велика, необходимо доработать конструкцию пресс-формы или
увеличить интенсивность охлаждения вокруг последней застывшей
области. В большинстве случаев изделие можно извлекать, когда
литниковая система остыла на 50 %, а для толстых изделий – на 80 %.
107
Примечание. Следует проверить результат «Freeze time,
part», что бы убедиться в том, что литники не застыли раньше, чем
сама оформляющая полость.
3.9 Максимальная температура оформляющей полости
(Maximum temperature, part)
Результат показывает максимальную температуру поверхности
оформляющей полости (полученную усреднением температур верхней
и нижней поверхностей оформляющей полости), рассчитанную по
окончанию времени охлаждения (рис. 3.9).
Рис. 3.9. Максимальная температура поверхности оформляющей
полости в конце времени охлаждения
Этот результат может быть использован для проверки того, что
температура полимера меньше температуры извлечения и таким
образом изделие может быть успешно извлечено из пресс-формы.
Если модель имеет области с температурой выше температуры
извлечения, результат «Maximum temperature position, part» поможет
более точно определить их положение. Наличие таких областей может
вызвать серьезные проблемы литья.
108
3.10 Положение максимальной температуры оформляющей
полости (Maximum temperature position, part)
Результат генерируется из анализа охлаждения и показывает
положение пика средней температуры за время цикла (рис. 3.10).
Значение пика рассчитывается относительно нижней части формы.
Рис. 3.10. Положение максимальной температуры за время
цикла формования
Для равномерного охлаждения полимера в форме значение
пика температуры должно быть равно 0,5.
3.11 Максимальная температура, холодный литник
(Maximum temperature, cold runner)
Результат показывает максимальную температуру на
поверхности холодного литника, рассчитанную в конце времени
охлаждения (рис. 3.11).
109
Рис. 3.11.Максимальная температура на поверхности литника
в конце времени охлаждения
Данный результат используется для проверки того, что
температура полимера в конце стадии охлаждения ниже температуры
извлечения и изделие может быть успешно извлечено из пресс-формы.
3.12 Средняя температура оформляющей полости (Average
temperature, part)
Результат показывает профиль средней по всей толщине
детали температуры, рассчитанный в конце стадии охлаждения
включая и время открытия формы (рис. 3.12).
Рис. 3.12. Профиль средней температуры по толщине детали
в конце охлаждения и раскрытия формы
110
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]