У зв'язку з ситуацією, що склалася, не завжди є можливість відповідати на дзвінки. Якщо ми не відповідаємо – пишіть на пошту zakaz@ten24.com.ua або заповнюйте форму замовлення на сайті. Ми обов'язково передзвонимо вам найближчим часом.

Системи водяного та повітряного охолодження при екструзії та лиття під тиском забезпечують усунення надлишкової температури, що викликається зсувами. У просту замкнуту систему контролю різних зон обладнання входить підведення тепла від електронагрівачів, термодатчиків та контролерів. Теплова енергія створюється від зовнішніх джерел нагрівання, таких як газові пальники або хомутові електронагрівачі. Виведення зайвого тепла забезпечується протіканням продукту або втратами, зумовленими станом навколишнього середовища. Термодатчик зчитує температуру та подає сигнал контролеру, який приводить нагрівальні елементи до роботи та відключає їх.

При деяких процесах роботи обладнання генерація тепла може супроводжуватись механічними силами або хімічними реакціями. Тут потрібне охолодження та додаткове тепло для підтримки точних термічних показників.

 

Повітряне або водяне охолодження для нагрівачів екструдера циліндра - що краще?


Властивості водяної та повітряної систем охолодження

Саме вода та повітря є основними джерелами для проведення охолодження. Охолодна здатність кожного з цих джерел залежить від таких фізичних характеристик як питома теплоємність, щільність та провідність тепла.


Властивість

Вода

Повітря

Стан

Питома теплоємність

4,18

1,01

При 60⁰F (15.5⁰C)

Теплопровідність

0,6

0,028

При 60⁰F (15.5⁰C)

Густина

980

1,067

При 60⁰F (15.5⁰C)

До питомої теплоємності відноситься здатність охолоджувача поглинати теплову енергію. Це кількість енергії, що вимірюється в джоулях, необхідне підвищення температури: 1 гр. маси на 1 °C.

До теплопровідності належить здатність передачі тепла. Вимірюють її у Ваттах на метр Кельвіна.

Щільність свідчить про міру маси. Щільні матеріали краще утримують тепло.

У сьогоднішній темі одиниці виміру для нас не є найважливішими показниками. Нам важливіші відмінності у цифрах. Виходячи з табличних даних, бачимо, що вода вчетверо більше здатна поглинати тепло, ніж повітря. У неї в 21 раз більше можливості проводити теплову енергію і майже в 1000 разів краще здатність утримування тепла і відведення її від процесу. Тобто вода краще і швидше відводить тепло, а повітря його просто розсіює.

Специфіка відведення тепла при екструзивній та ливарній обробці матеріалів

Лиття під тиском та екструзія відносяться до основних способів формування виробів із полімерів. У процесі роботи екструдера тепло з'являється не тільки за рахунок роботи хомутових електронагрівачів, встановлених на циліндр обладнання, але і завдяки зсувним силам, які створюються при роботі шнека всередині циліндричної оболонки. При циркуляції шнека його лопаті переміщують гранульований полімер по довжині ствола, і він пересувається по внутрішній поверхні циліндра. За рахунок тертя виникає тепло і при неконтрольованому зростанні температури матеріал може перегрітися або навіть отримати опік. Більшість моделей екструдерів мають системи повітряного або водяного охолодження, що дозволяє видаляти зайве тепло вироблене зсувом матеріалу.

У систем повітряного охолодження повітря впливає на матеріал за рахунок роботи електричних повітродувок, прикріплених до металевого кожуха. Кожух спрямовує повітряний потік через нагрівальні елементи та стовбур ще перед тим, як повітряна маса вийде в навколишній простір. Спеціальні контролери забезпечують своєчасне включення та відключення повітродувок. Кожухи охолодження з листів нержавіючої сталі з вентиляторами можна замовити як окремий пристрій, що охолоджує, а можна відразу з нагрівальними елементами у компанії «ТЕН24» .

Електронагрівачі екструдерів можуть складатися з різних матеріалів. Не можна з точністю стверджувати, що один з них тією чи іншою мірою краще або гірше справляється з функцією нагрівання циліндричної поверхні обладнання, кожен з них спрямований на вирішення певних завдань. Одні роблять швидкий вихід на потрібний температурний режим і швидко скидають температуру, а інші довше розігріваються і також довго утримують терморежим, що задається.


Повітряне або водяне охолодження для нагрівачів екструдера циліндра - що краще?


Обігрівачі циліндра, які використовуються в екструзії полімерів:

Керамічні стрічкові нагрівачі - за рахунок своєї гнучкості легко встановлюються та набувають форми циліндра екструдера. Створені із набірної кераміки. Максимально здатні подавати температуру до 500 градусів за Цельсієм. Найчастіше такі нагрівачі використовують там, де застосування хомутових та плоских нагрівачів неможливе.

Керамічні кільцеві нагрівачі - необхідні, коли потрібно високотемпературне нагрівання до 700 градусів включно. Нагрівач може поставлятися одночасно з термопарою типу К для точного контролю температурної подачі. Керамічні кільцеві ТЕНи енергоефективні та швидко досягають заданої температури.

Міканітові кільцеві нагрівачі - відмінний варіант для ділянок, де потрібна супертонка поверхня нагрівального пристрою. Температурне подання до 350 градусів Цельсія. На міканіті може бути виконано будь-яку кількість отворів та зазорів. Але, варто пам'ятати, що чим більше отворів, тим меншою буде поверхня тепловіддачі нагрівача. Це одні з найенергоефективніших пристроїв, що мають швидкий виход на робочу температуру.


Повітряне або водяне охолодження для нагрівачів екструдера циліндра - що краще?


Литі алюмінієві нагрівачі - довговічні і мають велику площу поверхні пристрою, характеризуються високою швидкістю охолодження. Для компенсації великої площі нагріву литий ТЕН може бути забезпечений ребрами з листової сталі, яка допоможе відвести тепло від процесу. Наявність ребер дозволяє створити велику площу поверхні, якою протікає повітря. Приклади таких нагрівальних елементів представлені нижче.

Таку концепцію можна використати і для інших процесів.

Представлені дві методики підвищують ефективність охолодження повітрям і спрямовані на збільшення повітряних потоків і збільшення площі поверхні деталі або процесу, що охолоджується.

Система водяного охолодження передбачає протікання рідини по спеціальних трубках, відлитих у литих алюмінієвих нагрівальних елементах, або трубках, поміщених у пази. Пази при цьому виробляються в самому циліндрі. Трубки охолодження з'єднані із замкнутою системою, у яку включені помпи, чилер або теплообмінник. У системи водяного охолодження насос (помпа) працює у безперервному циклі, збільшуючи витрату електроенергії. Рідина постійно повинна протікати, щоб не перетворюватися на пару. Інакше процес буде нестабільним.


Повітряне або водяне охолодження для нагрівачів екструдера циліндра - що краще?


Вартість систем охолодження повітрям та водою

Охолодження повітрям здійснюється за допомогою кожуха та вентиляторів. Кожух виготовлений із металевого листа стандартного маркування, до нього кріпиться вентилятор. Стрічкові нагрівачі з набірної кераміки, оснащені ребрами, є економічно вигідними. Порівняно з іншими типами литих нагрівальних пристроїв їх вартість на 50-60% буде нижчою. Алюмінієві литі тени здатні працювати в середньому на 30% більше, ніж аналоги з водяним охолодженням. Найдорожчими елементами водяного охолодження є насос, водопровід та теплообмінник чи чиллер. Зрештою, використання і сама установка водяної системи охолодження в півтора рази дорожча за систему повітряного охолодження.

Обслуговування систем охолодження повітрям та водою

Системи водяного охолодження з часом можуть виходити з ладу через те, що забилися охолоджувальні трубки або на якійсь ділянці стався витік. Найчастіше трубки забиваються мінеральними відкладеннями чи біологічними скупченнями. Тому, щоб знизити ризик закупорювання трубок, рекомендовано використовувати лише дистилят. Також заміна литих ТЕНів може зайняти багато часу та надати чимало клопоту. У разі повітряної системи охолодження все набагато простіше, швидше і дешевше.

ВИТРАТА ЕЛЕКТРОЕНЕРГІЇ

Робота цих двох систем охолодження значно відрізняється не лише за принципом дії, а й за витратами енергоресурсів.

Залежно від типу смоли водяна система охолодження вимагає понад 7% (для ПЕНП) до 80% (для ПЕТ) більшого енергоспоживання, ніж повітряні системи охолодження. Наприклад, одне дослідження показало, що повітряна система охолодження, встановлена ​​в 3,5-дюймовий екструдер спожила на 23% менше електроенергії порівняно з водяною системою охолодження, де постійно працює насос.

НАДІЙНІСТЬ

Варто врахувати, що системи з водяним охолодженням можуть бути нестабільнішими, ніж системи з повітряним охолодженням. На додаток до здатності перетворювати воду на пару, водяне охолодження дає оператору можливість переохолоджувати певні області. У будь-якому разі температура протягом усієї довжини шнека може бути нестабільною.

Очевидним буде зробити висновок, що повітряне охолодження набагато економічно вигідніше. Але також слід врахувати і той факт, що за допомогою повітря не вдасться розсіяти на деяких ділянках обладнання достатньо тепла для забезпечення необхідного контролю. Для екструзії пластику ця точка призначена для циліндрів розміром від 4,5 до 6 дюймів. У міру того, як зовнішній діаметр стовбура збільшується, збільшується і товщина стінки, отже, зростає і загальна маса.

Надалі, можливо, буде розроблено відношення площі поверхні до маси, які допоможуть чіткіше окреслити межі між ефективністю двох представлених способів охолодження.

Незважаючи на це, описані принципи можуть бути застосовані до багатьох процесів, що потребують охолодження. Кожен процес необхідно буде оцінити, щоб визначити, який метод охолодження є найбільш економічно ефективним та найбільш вигідним для виробництва.




Дивитися усі статі



Задати питання

Логотип ТЕН 24
Для того, щоб купити нагрівачі або надіслати електронною поштою питання заповніть форму або просто зателефонуйте за телефонами