Termilise jõudluse optimeerimine mitme 6 x 6 mm ruudukujulise kassettkütteseadmega keerukates tööriistades
Jäta sõnum
Vormidisainer vaatab keerulist kuumatoru kollektorit, millel on palju voolukanaleid, jahutustorusid ja paigalduskomponente, mis kõik püüavad samasse ruumi mahtuda. Soojusstandardid nõuavad, et temperatuur oleks kogu kollektoris sama, kuid üks küttekeha ei saa korvata kujust tingitud soojuskao erinevusi. Vastus on kasutada mitut 6x6mm ruudukujulist kassettküttekeha õigetes kohtades, et termoprofiil ühtlustada. Teadmine, kuidas kütteelemente tööriista peale laiali laotada, muudab mõned kujundused heaks ja teised suurepäraseks temperatuuri ühtlase hoidmiseks.
Keerukate instrumentide peamine probleem on hoida soojust välja. Iga õhule avatud pind kaotab soojust. Nurgad kaotavad rohkem kui tasased pinnad, kuna nende pindala on mahuga võrreldes suurem. Jahutuskanalite läheduses olevad alad kaotavad tahtlikult soojust. Juhtivus masinasse kaotab kinnitusdetailide ümbruses soojust. Üksik küttekeha, olenemata sellest, kui oskuslikult see on valmistatud, ei suuda neid erinevusi korvata, sest see võib ainult soojust lisada, mitte seda tööriista vahel erinevalt jaotada. Saate pakkuda rohkem soojust seal, kus kaod on suuremad, ja vähem, kui kaod on väiksemad, kasutades mitut eraldi juhtimistsooniga küttekeha.
6x6 mm ruudukujuliste kassettküttekehade väikesed mõõtmed võimaldavad neil mahtuda kohtadesse, kuhu suuremad soojendid ei mahu. Need mahuvad kitsastesse kohtadesse düüside otste ümber, jahutuskanalite vahele ja kinnituspoltide kõrvale. Soojuskonstruktorid saavad paigutada soojuse täpselt sinna, kus seda vajatakse, sest nad ei pea lootma kaugel asuva küttekeha soojusjuhtivusele. See meetod töötab veelgi paremini, kuna ruudukujulised kujud juhivad soojust paremini, mis tähendab, et küttekehad annavad energiat ümbritsevale piirkonnale kiiremini.
Et aru saada, kuhu kütteseade panna, peate esmalt teadma, kuidas tööriist kuumuse osas töötab. Nurgad, servad ja kõik kohad, kus tööriistal on väiksem-ristlõige, on tavalised kohad, kus kuumus pääseb välja. Temperatuuri ühtlasena hoidmiseks vajavad ka külmakanalite või jahutusringide läheduses asuvad alad rohkem soojust. Nende piirkondade kaardistamine, kus soojust kaob, aitab teil otsustada, kuhu kütteseade panna. Eesmärk on sobitada kohalik soojuskao määr küttekehade tihedusega, mis on küttekehade arv pinnaühiku kohta.
Vaja on täpset matemaatikat, et välja selgitada, kuidas võimsust mitmele kütteseadmele jagada. Kogu vajalik võimsus on soojuskadude ja tööriista õige temperatuurini õige aja jooksul soojendamiseks vajaliku võimsuse summa. Soojuskao mustritel põhineva võimsuse väljastamiseks on suurema soojuskaoga piirkondades rohkem kütteseadmeid või suurema vattiga kütteseadmeid. Erineva pikkusega küttekehade kasutamine erinevates kohtades on lihtne tehnika sisendvõimsuse muutmiseks mõnel juhul ilma mitut kütteseadet ehitamata.
Tsoneerimise tehnika mõjutab nii jõudlust kui ka seda, kui raske on seda juhtida. suuremad tsoonid annavad teile suurema kontrolli, kuid need vajavad ka rohkem kontrollereid, rohkem andureid ja keerukamat programmeerimist. Kui tsoone on vähem, on süsteemi kasutamine lihtsam, kuid see ei pruugi suuta hoida temperatuuri samaks. Paljudel juhtudel toimib hästi tööriista jagamine tsoonideks looduslike temperatuurialade alusel. Üks tsoon võib olla düüside otste ümbrus, teine kollektori keskosa ja kolmas välimised veerised. Igasse tsooni asetatakse küttekeha või küttekehade kombinatsioon ja temperatuuriandur.
Juhtimise efektiivsus sõltub sellest, kus andurid küttekehade suhtes asuvad. Kui andur on kütteseadmele liiga lähedal, reageerib see enamasti küttekehale, mitte tsooni temperatuurile. Küttekehast liiga kaugel asuv ei pruugi kiiresti reageerida ja lasta temperatuuril muutuda. Parim paigutus on kiireks juhtimiseks kütteseadmetele piisavalt lähedal ja piisavalt kaugel, et mõõta kütteseadme temperatuuri asemel tööriista tegelikku temperatuuri. Rohkem kui ühe tsooniga süsteemides tuleks andurid paigutada nii, et nad saaksid mõõta iga tsooni temperatuuri, ilma et neid mõjutaks nende kõrval olevate tsoonide temperatuur.
Küttekehade vaheline kaugus tsoonis määrab, kui ühtlane on temperatuur. Kui küttekehad on üksteisest liiga kaugel, muutub nendevaheline temperatuur. Kui küttekehad on üksteisele liiga lähedal, raiskavad need küttevõimsust, mida võidakse kasutada muudeks asjadeks. Tööriista materjali soojusjuhtivus määrab, kui kaugele soojus igast küttekehast levib. Terasel kulub soojuse levimiseks kauem aega, seetõttu peavad küttekehad olema üksteisele lähemal kui alumiiniumis või vases, kus soojus liigub kiiremini. Terastööriistade kasutamisel 6x6 mm ruudukujuliste küttekehadega toimib 40–60 millimeetrine vahe tavaliselt hästi, kuid mõnel kasutamisel võib vaja minna erinevat vahekaugust.
Kui teil on rohkem kui üks kütteseade, peate mõtlema rohkem juhtmestikule ja marsruutimisele. Paljudel juhtudel vajab iga küttekeha oma juhtmeid ja termopaari. Nende juhtmete käsitsemine ilma muude tööriistaosadega takistamata muutub disainiprobleemiks. Kiiresti lahtiühendatavate pistikute kasutamine muudab vormide vahetamise ja hoolduse tegemise lihtsamaks. Juhtmete marsruutimine läbi kanalite, mis kaitsevad neid tööriistade kasutamisel vigastuste eest, väldib rikkeid, mis võivad tekkida mehaanilise pinge tõttu.
Mitme tsooni{0}}rakenduse juhtimissüsteemi õigeks muutmine nõuab palju tööd. Tsoonide vahel toimub termiline interaktsioon, mis tähendab, et ühest tsoonist tulev soojus võib mõjutada läheduses asuvaid tsoone. Hästi-häälestatud süsteem võtab neid interaktsioone arvesse ja muudab iga tsooni väljundit vastavalt tema enda temperatuurile ja selle kõrval olevate tsoonide temperatuuridele. Neid interaktsioone juhivad paremini kohandatud häälestusalgoritmidega täiustatud kontrollerid kui lihtsad sisse--välja- või PID-juhtelemendid. Heale juhtimisele kulutatud raha tasub end ära parema temperatuuri ühtluse ja pikema küttekeha eluea näol.
Tööriista esmakordsel seadistamisel peate reguleerima küttekeha väljundit nii, et temperatuur oleks kogu tööriista ulatuses sama. Tavaliselt on selle protseduuri esimene samm kõigi tsoonide samale sättepunktile seadmine ja temperatuuri muutumise jälgimine. Külmades piirkondades lülitatakse vool sisse ja kuumades piirkondades alla. Pärast paari katset leitakse püsiv tasakaal, mis korvab tööriista ainulaadsed soojuskadu mustrid. Kui tööriist kulub või tingimused muutuvad, võib see tasakaal muutuda, mistõttu võib tekkida vajadus seda aeg-ajalt uuesti kalibreerida.
6x6mm kandilise padrunsoojendi väiksus võimaldab teha rohkem kui ühe tsooniga kujundusi, mis suuremate kütteelementidega poleks võimalik. Soojuskonstruktorid saavutavad temperatuuri ühtluse, mida üksikud{3}}küttesüsteemid ei suuda saavutada, jaotades küttevõimsuse paljude väikeste osade vahel. Lõpptulemus on parem kontroll protsessi üle, kvaliteetsemad tooted ja tööriistad, mis kestavad kauem. Keeruliste masinate puhul, kus temperatuuri ühtsus mõjutab otseselt väljundkvaliteeti, tasub mitmesse küttetsooni investeerimine end ära iga kord, kui midagi valmistate.
