式中 紅外輻射用于塑料片材加熱時(shí)電功率的估算方法(圖2)——加熱片材吸收熱量(KJ/S)。

          紅外輻射用于塑料片材加熱時(shí)電功率的估算方法(圖3)——加熱過(guò)程損失熱量(KJ/S)。

片材吸收熱量紅外輻射用于塑料片材加熱時(shí)電功率的估算方法(圖4)吸取決于片材的性質(zhì)、吸熱時(shí)間及片材的加熱成型溫度。其計(jì)算公式為:

紅外輻射用于塑料片材加熱時(shí)電功率的估算方法(圖5)

式中 G——加熱面片材重量(kg)

 ρ——片材密度(g/cm3

 S——加熱面片材面積(cm2

 δ——片材厚度(cm)

 C——塑料片材比熱容(KJ/kg·K)

 ΔT——片材加熱前后的溫差(K)

 t——受熱時(shí)間(s) 取決于生產(chǎn)速度

 



片材種類

硬PVC

HDPE

PP

PS

PC

CA

密度

紅外輻射用于塑料片材加熱時(shí)電功率的估算方法(圖6)

1.38~1.41

0.94~0.98

0.85~0.90

1.04~1.10

1.20~1.22

1.25~1.35

比熱容

紅外輻射用于塑料片材加熱時(shí)電功率的估算方法(圖7)

1.05

2.30

1.93

1.20

-

-

成型溫度

(℃)

135~180

135~190

150~190

150~190

225~245

130~165



加熱過(guò)程損失的熱量紅外輻射用于塑料片材加熱時(shí)電功率的估算方法(圖8)其計(jì)算較為復(fù)雜,主要取決于加熱裝置結(jié)構(gòu)、輻射元件種類及操作環(huán)境。熱量的損失有以下幾個(gè)方面:

     烘箱罩的向外輻射損失和對(duì)流損失。

     烘箱進(jìn)出口的對(duì)流損失和輻射損失。

     支架等熱傳導(dǎo)損失。

     傳送裝置的熱量損失。

當(dāng)加熱采用良好的反射和保溫結(jié)構(gòu)時(shí),或者數(shù)據(jù)不足的情況下,可以引入加熱效率 η 來(lái)進(jìn)行簡(jiǎn)化計(jì)算或估算。

設(shè):

    紅外輻射用于塑料片材加熱時(shí)電功率的估算方法(圖9)

則加熱電功率為:

    紅外輻射用于塑料片材加熱時(shí)電功率的估算方法(圖10)

式中

N——所需電功率(KW)

K——功率儲(chǔ)備系數(shù),K≈1.1~1.3,主要考慮生產(chǎn)條件和產(chǎn)品的變更而引入的能量?jī)?chǔ)備

η——熱效率。通常取η=50~70%,合理加熱結(jié)構(gòu)則取大值

 

功率密度法

功率密度法是一種計(jì)算電功率更為簡(jiǎn)便的方法。

不同的塑料片材有其各自的加熱輻照強(qiáng)度要求,也即加熱功率密度,如表所示。

片材種類

PVC、PS、CA

PE、PP

OPS

PC

功率密度Wd(W/cm2)

1.5~3.5

3.5~5

4.5~5

≥5

 

被加熱體的輻照強(qiáng)度將通過(guò)輻射元件的輻射強(qiáng)度來(lái)實(shí)現(xiàn)。因此,應(yīng)用功率密度法的電功率計(jì)算公式為:

    紅外輻射用于塑料片材加熱時(shí)電功率的估算方法(圖11)

式中

     Wd——功率密度(W/cm2

S——片材加熱面積(cm2),取決于熱成型壓臺(tái)尺寸

從以上分析可知,對(duì)于特定的塑料片材,加熱功率的大小往往與片材受熱時(shí)間有關(guān),即決定于最大生產(chǎn)能力。同時(shí),不同的片材,其有關(guān)的參數(shù)也是變化的。因此,電功率設(shè)計(jì)考慮一定的能量?jī)?chǔ)備是必要的,而且輸入功率應(yīng)可調(diào),針對(duì)不同的塑料片材,調(diào)節(jié)合適的輻射元件表面溫度和輻射功率,同時(shí)適應(yīng)不同生產(chǎn)率的要求。