Kalkulator: Odprowadzanie ciepła
Oblicz bilans cieplny detalu wtryskowego — ciepło jawne (sensible heat), ciepło utajone krystalizacji (latent heat) i całkowitą energię do odprowadzenia przez układ chłodzenia formy. Kluczowy parametr do wymiarowania chłodzenia.
Parametry wejściowe
Wyniki
Uzupełnij dane i kliknij Oblicz
ARGUS automatycznie bilansuje ciepło i wymiaruje układ chłodzenia formy
Bilans cieplny to podstawa wymiarowania chłodzenia — ARGUS łączy go z geometrią kanałów chłodzących, przepływem wody i parametrami termicznego agregatu.
Jak obliczamy bilans cieplny detalu?
Bilans cieplny (heat balance) detalu wtryskowego to całkowita ilość energii cieplnej, którą układ chłodzenia formy musi odprowadzić w każdym cyklu. Składa się z ciepła jawnego (sensible heat) — energii potrzebnej do obniżenia temperatury stopu — oraz ciepła utajonego (latent heat) — energii uwalnianej podczas krystalizacji materiałów częściowo krystalicznych.
Kalkulator stosuje pełny bilans entalpii z uwzględnieniem ciepła krystalizacji dla materiałów półkrystalicznych.
Qsensible = m × cp × (Tm − Te)
Qlatent = m × ΔHf × Xc
m — masa detalu [g]
cp — ciepło właściwe [J/(g·K)]
ΔHf — entalpia topnienia [J/g]
Xc — stopień krystaliczności [%]
Dla materiałów amorficznych (ABS, PC, PS, PMMA) ciepło utajone wynosi 0 — cała energia to ciepło jawne. Dla materiałów częściowo krystalicznych (PP, PA, POM, HDPE) ciepło utajone może stanowić 20–40% całkowitego bilansu cieplnego. Entalpia topnienia wynosi typowo: PP ~210 J/g, PA6 ~230 J/g, POM ~320 J/g.
Wymiarowanie układu chłodzenia
Bilans cieplny jest punktem wyjścia do wymiarowania układu chłodzenia formy:
Przepływ wody = P / (cw × ΔTw) [l/min]
Typowy ΔT wody — 3–5°C (turbulentny przepływ)
Dla efektywnego chłodzenia przepływ wody musi być turbulentny (Re > 10 000). Przepływ laminarny drastycznie obniża współczynnik przejmowania ciepła. Średnica kanałów chłodzących to zazwyczaj 8–12 mm, odległość od powierzchni gniazda 1.5–2.5 × średnicy kanału.
Optymalizacja chłodzenia
Nierównomierny rozkład temperatur formy powoduje odkształcenia (warpage) i nierównomierny skurcz. Dla detali o zmiennej grubości ścianki lub złożonej geometrii rozważ chłodzenie konformalne (conformal cooling) — kanały podążające za kształtem gniazda, wykonywane metodą druku 3D metalu.
ARGUS automatycznie bilansuje ciepło i wymiaruje układ chłodzenia formy
Przekonaj się — umów prezentację i zobacz pełny model termiczny w ARGUS.