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作為傳熱介質(zhì),水或油通常被用來(lái)加熱或冷卻模具中的樹(shù)脂。這兩種傳熱介質(zhì)究竟哪一種的傳熱效果更好呢?加工商應(yīng)如何來(lái)評(píng)判這兩種傳熱介質(zhì)的傳熱效果?
為了加熱或冷卻模具中的樹(shù)脂,加工商通常用水作為低于212℃時(shí)的傳熱介質(zhì),用油作為高于212℃時(shí)的傳熱介質(zhì)。實(shí)際上,由于水在高壓下的沸點(diǎn)高于212℃,因此可適用于更高溫度的場(chǎng)合。一般情況下,在決定是使用油還是使用水作為傳熱介質(zhì)時(shí),溫度是所要考慮的唯一條件,而很少考慮甚至不考慮傳熱流體的實(shí)際特性。典型的一段和二段微處理器調(diào)節(jié)的溫度控制單元,可以控制最
高達(dá)320℃的水溫實(shí)際上,更重要的是需要確定水和油兩者中哪一種的傳熱效果更好。一般是通過(guò)量化熱容來(lái)比評(píng)水與油的傳熱能力。熱容等于需要加熱的產(chǎn)品的質(zhì)量乘以流體的比熱,再乘以加熱過(guò)程中的溫差。
通過(guò)對(duì)比發(fā)現(xiàn),水傳導(dǎo)的熱量是同量油傳導(dǎo)熱量的2倍。通常情況下,傳熱效率要求流體可以輕松地流過(guò)系統(tǒng)。由于水的密度大約是8.3磅/加侖,而油的密度是7.25磅/加侖,因此,這就意味著每泵送1加侖的油可以多泵送1.05加侖的水,表示水的傳熱性能更優(yōu)異。此外,泵送低粘度的水和高粘度的油所需要的泵功率也是不同的。水的沸點(diǎn)(溫度)與壓力的關(guān)系其實(shí),水與油最重要的區(qū)別是二者的熱傳導(dǎo)率不同。在每平方英尺的傳熱表面上,水傳導(dǎo)的熱量是油的4.7倍,也就是說(shuō),水比同量的油傳導(dǎo)的熱量多得多。
盡管水可以在更高的溫度下使用,但是機(jī)械的設(shè)計(jì)實(shí)際上限定了高溫下水的應(yīng)用。與油相比,當(dāng)以水作為傳熱介質(zhì)時(shí),以320℃作為水的適用溫度上限是比較合適的。
為了防止水沸騰,熱水系統(tǒng)需要在加壓的條件下使用。這是因?yàn),雖然與注塑機(jī)的操作壓力相比,這個(gè)壓力較低,但是,如果不采取一定的措施,則可能會(huì)造成危險(xiǎn)。當(dāng)熱水系統(tǒng)被加壓以后,如果高溫高壓水發(fā)生泄漏,一旦與空氣接觸,就會(huì)轉(zhuǎn)化為蒸汽。此時(shí)所產(chǎn)生的汽化熱,也就是水從液態(tài)轉(zhuǎn)化為汽態(tài)時(shí)所需的熱量大約是970 Btu/lb,這部分熱量在由水轉(zhuǎn)化成蒸汽的過(guò)程中損失掉了,從而溫度會(huì)迅速降低。
正因如此,當(dāng)設(shè)計(jì)水系統(tǒng)時(shí),不管是容器還是軟管,都必須考慮高壓。對(duì)于在高于212℃的條件下使用的水系統(tǒng)而言,還要求使用防漏泵。對(duì)此,磁耦合泵可以滿(mǎn)足這個(gè)要求,它可同時(shí)產(chǎn)生高壓頭。壓頭越高,輸送的流量越大,從而可以進(jìn)一步提高流體在狹窄的模具流道中的傳熱效果。還需要注意的是,只有當(dāng)模具的溫度降到沸點(diǎn)以下時(shí),才可以對(duì)模具進(jìn)行吹掃。因此,水系統(tǒng)快速冷卻的能力可以縮短達(dá)到吹掃模具所要求的溫度的時(shí)間。
對(duì)于油而言,由于發(fā)生泄漏時(shí),油通常不會(huì)汽化,所以,當(dāng)熱油攜帶著本身所有的熱量接觸發(fā)生泄漏的表面時(shí),即使很少量的油也會(huì)造成燒灼。
綜上所述,使用水作為傳熱介質(zhì)時(shí),由于不需要更換密封,且傳熱效果更好、更精確,因此水作為傳熱流體是加工商的一個(gè)較好的選擇。 |
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