模温机:如何提高模温机的传热效率-ag8亚洲游戏国际平台

        压铸过程中，为了保证产品质量和模具寿命，模具温度必须适当控制。模具在生产前需要预热，以减少开机的废品和模具过早龟裂；生产过程需要把模具温度保持在180-280 °c，以保证产品质量；因此热油模温机受到广泛使用。特别对大型汽车压铸件和薄壁件的生产，是必不可少的周边设备。  在压铸模具的加热过程里，循环系统中的导热油被热源（模温机的加热器）加热，热油透过强制对流把热量传递至模具内部管道，模具钢再把热传导至模具表面。在冷却过程里，热源（进入模具的铝液）从模具表面把热传递至冷却管道表面，管道内的油透过对流方式把热传递至模温机冷却器，利用水冷把热量带走。整个过程牵涉模温机的热交换，油的热传递，还有模具的热传导。

       由于模温机耗电量大，一台2500t压铸生产线或需要200千瓦以上的模温机加热功率，这对生产车间的电容负荷是很大的需求。因此选择高效的模温机对提高生产效率和节省能耗有很大的意义。同时，要提高整个过程的热传递效率，模温机的设计和使用，导热油的性能，模具管道的设计都至关重要。本文将扼要介绍这些因素对热传递的影响，并如何达至最佳的效果。
 
热传递的基础知识
       热传递通过三种分式进行：热传导(conduction)、热辐射(radiation)和热对流(convection)。在导热油循环系统里，热对流是主要的传热方式。热传递的基本公式如下：传递热量=热交换面积×热交换系数×固体表面和周围流体的温差热交换系数和流体的流动速度呈线性关系。要从强制对流过程，达到有效的热传递，导热油需要在紊流状态。导热油能否在模温机发热管表面产生紊流，对导热油的传热效率很重要，模温机加热系统的设计对此影响很大。如果是在模具管径内的流动，速度最少需要在2-3m/s以上，来产生理想的紊流。以2m/s的流速计算，假设油管直径为10毫米，流量应在9.4升/分钟以上。如果管径为12毫米，流量需达到13.6升/分钟。

       除了流量和管径外，热交换系数也和导热油的温度、密度、粘度、导热性和比热有关。在特定的使用温度下，不同导热油的热交换效率可以相差30%。
模温机的设计
 
       热油模温机主要由泵、加热器、冷却器、管道、扩展油缸组成。模温机的加热器是模具预热的主要热源。要把热量迅速带到模具，首先模温机加热器要把热量快速传给导热油。这需要能提供大流量的高压泵。在模温机的加热过程中，热量从加热器传到循环流动的导热油。一般模温机的加热设计，是由管状加热器直接加热流过的油，热交换面积就是加热管表面。至于热交换系数，就要看整个加热管表面导热油的流动效果，是否能产生紊流效果，加热区有没有流动盲区。

       如果用加热管直接把油加热，表面积受到很大局限。特别是大模具的预热，客户需要提高预热的加热功率。如果只是用y-δ三角星形接線變換来提高功率，或者多放几根发热管放在一起，只是增加了加热量，但热交换面积没有改变（或很少）。等于用大量柴枝来烧个小锅，效益不高。
 
       台达机械模温机使用非直接加热方式。管式加热器铸入铝体，铝体的表面加工成螺纹状，加热的铝体再传热给表面的导热油。这样的设计和管式直接加热比较，铝铸体和导热油的接触面积会大很多。而且加热器是模块化设计，每个的加热功率为10千瓦，加大发热功率同时成倍增加热交换面积，充份发挥大功率的效益。

       台达机械的另一设计特点，是在加热器的表面螺纹加工。除了提高接触面积外，更重要是规划了导热油的流动路径，油在加热器表面的流动速度更高，保证了热交换效率。
模温机加热部分必须有良好的隔热效果，才能降低热流失。台达机械使用定制的陶瓷纤维块，相对于只用纤维毡包裹的加热器，整体隔热性更好，而且更耐用，加热器保养后也无需更换隔热纤维。