Определяне на изискванията за захранване за патронни нагреватели в електрически системи за нагряване на форми
Бавното загряване-или невъзможността да се поддържа-температурата на зададената точка при производствени условия често сигнализират, че общата инсталирана мощност е недостатъчна или лошо разпределена. Точното изчисляване на енергията, необходима на всеки патронен нагревател, предотвратява както недостатъчната-производителност, така и ненужното преоразмеряване.
Основният енергиен баланс започва с топлинната маса на формата. Масата, умножена по специфичния топлинен капацитет, умножена по необходимото повишаване на температурата, дава осезаемата топлина, която трябва да бъде доставена. Разделянето на желания-интервал на загряване и преобразуването на мерните единици дава теоретичната нужда от киловат. Реалните системи обаче изпитват непрекъснати загуби чрез радиация от открити повърхности, конвекция към околния въздух и проводимост в охлаждащи канали или монтажни плочи. Тези загуби трябва да бъдат оценени и добавени към изчисленото натоварване, обикновено с граница на безопасност от 20 процента или повече.
След като се установи общата мощност, се избират количеството и индивидуалните номинални стойности на патронните нагреватели. Разпределянето на натоварването между няколко единици с умерена плътност на вата обикновено създава по-равномерни температурни полета и по-дълъг общ експлоатационен живот, отколкото концентрирането на мощност в по-малко елементи с висока-плътност. Типичните повърхностни натоварвания за обслужване на матрицата са между 5 и 12 W/cm², като много непрекъснати-работни приложения предпочитат диапазона 5–7 W/cm² за издръжливост.
Диаметърът и нагрятата дължина на всеки патронен нагревател след това се избират, за да се постигне целевата плътност, като същевременно се монтира наличната геометрия на отвора. Формулата за повърхност-площ (π × диаметър × нагрята дължина) трябва да използва само активната нагрята част; включването на студени зони подценява действителното натоварване. Диаметърът на отвора е избран така, че да поддържа диаметрална хлабина от приблизително 0,05–0,20 mm, осигурявайки ефективна проводимост, след като нагревателят на патрона се разшири при работна температура.
Ограниченията на напрежението и тока на наличното захранване допълнително ограничават индивидуалните номинални стойности на нагревателя. Паралелните или последователни схеми на окабеляване могат да поемат различни захранващи напрежения, като същевременно поддържат тока в рамките на безопасен капацитет на проводника и съединителя.
На практика формите, които имат често отваряне и затваряне или обработват високо{0}}температурни инженерни смоли, изискват по-висока инсталирана мощност в сравнение със статичните инструменти. Термичната симулация, която отчита както загубите в стационарно-състояние, така и преходното възстановяване след отваряне на формата, усъвършенства първоначалното изчисление и насочва разположението на всеки патронен нагревател.
Недо{0}}захранваните системи налагат по-дълги времена на цикъла или непълно възстановяване на температурата; над-захранваните системи увеличават консумацията на енергия и могат да съкратят живота на нагревателя чрез повишени вътрешни температури, ако плътността не се контролира. Балансираното изчисление, което включва маса, загуби, граници на плътност и геометрични ограничения, осигурява стабилна производителност.
Различните размери на матрицата, материалите и температурите на процеса генерират различни профили на мощността. Специфичното за приложението-определяне на общото потребление на енергия и нейното разпределение между отделните патронни нагреватели остава необходимо за ефективен и надежден контрол на температурата на формата.
