熱壓罐的主要優(yōu)點(diǎn)之一就是適合于多種材料的生產(chǎn)，只要是固化周期、壓力和溫度在熱壓罐可制造范圍內(nèi)的復(fù)合材料都能生產(chǎn)。熱壓罐的另一優(yōu)點(diǎn)是它對(duì)復(fù)合材料制件的加壓靈活性強(qiáng)。通常制件鋪放在模具的一面，然后裝入真空袋中，施加壓力到制件上使其緊貼在模具上，制件上的壓力通過袋內(nèi)抽真空而進(jìn)一步被加強(qiáng)。因此，熱壓罐成型技術(shù)可以生產(chǎn)不同外形的復(fù)合材料制件。由于上述優(yōu)點(diǎn)，熱壓罐被廣泛應(yīng)用于復(fù)合材料制件的生產(chǎn)。
復(fù)合材料的加工對(duì)壓力和溫度的要求各有不同，尤其是溫度均勻性要求比較高。目前比較常見是電加熱和導(dǎo)熱油加熱兩種方式。
下面就如何選擇加熱方式作一下簡(jiǎn)單概述：
一、導(dǎo)熱油電加熱器的性能
1、能在交低的運(yùn)行壓力下(<0.5Mpa)，獲得較高的工作溫度(≤320℃),降低了用熱設(shè)備的受壓等級(jí)，可提高系統(tǒng)的安全性。
2、加熱均勻柔合，溫度調(diào)節(jié)采用PID自整定智能控制，控溫精度高(≤±1℃)，可滿足高工藝標(biāo)準(zhǔn)的嚴(yán)格要求。
3、體積小，占地少，可安裝在用熱設(shè)備附近，不需專設(shè)鍋爐房，不需要設(shè)專人操作，可降低設(shè)備投資及運(yùn)行費(fèi)用，回收投資快。
4、運(yùn)行控制及安全監(jiān)測(cè)裝置齊全完備，升溫過程全自動(dòng)控制，操作簡(jiǎn)捷，安裝方便。
5、閉路循環(huán)供熱，熱量損失小，節(jié)能效果顯著，無環(huán)境污染，使用范圍廣。
6、備有低溫型(≤180℃),中溫型(≤300℃)，高溫型(≤320℃)，產(chǎn)品規(guī)格全，用戶選擇范圍廣。
二、導(dǎo)熱油電加熱器的特點(diǎn)
1、使用方便。系統(tǒng)全自動(dòng)控制，無需專人值守。
2、安全。系統(tǒng)包括溫度自動(dòng)控制、上下班自動(dòng)程序控制、液位 自動(dòng)控制壓差控制報(bào)警、壓力自動(dòng)控制，超溫報(bào) 警、故障自動(dòng)檢測(cè)等多項(xiàng)控制使系統(tǒng)特別安全可靠。特殊的電熱管設(shè)計(jì)使電熱管本身更加安全，特殊的電熱管設(shè)計(jì)包括低于2W/cm2的表面熱負(fù)荷（僅為一般電熱管的1/5），加熱器之內(nèi)100mm的非加熱段保證了導(dǎo)熱油的安全，加熱器與接線盤之間的隔熱段使電纜接線端子的溫度基本不受導(dǎo)熱油溫度的影響。
3、使用壽命長(zhǎng)
a.爐體為管架結(jié)構(gòu)，導(dǎo)熱油強(qiáng)制循環(huán)，流速均勻；
b.低于2W/cm2的電熱管表面熱負(fù)荷；
c.加熱器之內(nèi)法蘭盤內(nèi)側(cè)100mm的非加熱段；
d.加熱器與接線盤之間設(shè)有隔熱
以上措施延長(zhǎng)了導(dǎo)熱油及電加熱管的壽命
4、安裝方便。爐體、循環(huán)泵、過濾器、油氣分離器、儀表、閥門出廠已組裝為一體，安裝時(shí)只需連接用熱設(shè)備、膨脹罐即可。
三、電加熱器的選擇方法
怎樣選擇合適的加熱器，首先要考慮加熱器的功率大小。在滿足時(shí)間參數(shù)的條件下，選擇功率是為了滿足加熱介質(zhì)所需發(fā)熱量，確保加熱器能實(shí)現(xiàn)加熱目的，正常運(yùn)行。
可以這樣認(rèn)為：電加熱器的功率即為發(fā)熱量。
1、功率選擇的考慮
功率的計(jì)算選擇應(yīng)考慮以下三條：
⑴ 從初始狀態(tài)，按規(guī)定時(shí)間要求實(shí)現(xiàn)加熱介質(zhì)至設(shè)定溫度（工作溫度）；
⑵ 在工況條件下，發(fā)熱量足以維持介質(zhì)溫度；
⑶ 應(yīng)有一定的安全裕度，一般取1.2。
顯然，從第⑴、⑵條選擇功率的較大者，乘以安全裕度就是應(yīng)選的功率。
2、從初始狀態(tài)加熱所需功率的計(jì)算
(1) 靜態(tài)流體加熱
(2) 流動(dòng)流體加熱
(3) 風(fēng)道式加熱器常壓空氣加熱
以上三式中
P計(jì) —— 電加熱器所需功率 （KW)；
Q散 —— 在設(shè)定溫度下容器的散熱量（KW）；
式中：
C1 — 被加熱介質(zhì)的比熱。（Kcal/(kg•℃)
C2 — 容器（系統(tǒng)）的比熱。（Kcal/(kg•℃)
M1 — 被加熱介質(zhì)質(zhì)量。（Kg）；
M2 — 容器（系統(tǒng)）質(zhì)量（Kg）；
ΔT — 設(shè)定溫度與初始溫度的差值。(℃)；
t — 從初始溫度加熱介質(zhì)至設(shè)定溫度所規(guī)定的時(shí)間。（h）；
F — 加熱介質(zhì)流量，（一般取大流量）。（m /min）；
S — 散熱面積。 （m2） ；
q損 — （保溫）材料在設(shè)定溫度下，單位面積上的熱損失量。 （Kwh/m ）
3. 維持介質(zhì)溫度所需功率的計(jì)算
式中：
P維 — 電加熱器維持介質(zhì)溫度所需功率。（KW）
M1增 — 每小時(shí)增加的介質(zhì)質(zhì)量。（Kg/h）
簡(jiǎn)單直接選購(gòu)法
以下是簡(jiǎn)單的導(dǎo)熱油加熱器選購(gòu)辦法，只作為指引，以下詳細(xì)介紹實(shí)際計(jì)算方法。
1. 按下式計(jì)算壓鑄模具加熱需要的功率：
L1 = (Q1*X1) / (t*3600) watt
= (M*c*DnV1*X1) / (t*3600) watt
L1 = 壓鑄模半邊加熱功率，包括鑲塊或模具的其他零件 w (watt)
Q1 = 升高待加熱材料的溫度所需的熱量 J (Joule)
M = 待加熱部份重量 = 待加熱體質(zhì)量 (kg)
c = 比熱 模具鋼，約 500J / kgK (kg)
DnV1 = 開始加熱和終止加熱 (工作溫度) 間的溫差 。
t = 加熱時(shí)間 (hr)
X1 = 安全系數(shù)，熱幅射，熱傳遞到?？颉鸿T機(jī)上的熱損耗
(隨著模具尺寸變大而升高) 1.2-2
例如：模具 重量 600Kg
加熱時(shí)間表 2小時(shí)
加熱到220oC(VF)（室內(nèi)溫度VA為20oC）
DnV1=VF-VA=220-20=200oC
L1=(600 X 500 X 200 X 1.5)/2 X 3600=12.5KW
2.在生產(chǎn)中，溫度控制器冷卻的功率可按下式計(jì)算：
A2 = (M*fq*X2)/3600 kW (1kW = 860kcal)
A2 = 由金屬熔液帶來的熱，即通過冷卻導(dǎo)出的熱 kW
M = G*S = 重量 (1 小時(shí)的重量) kg/h
G = 鑄件重量 (超過 1.5kg 的鑄件，不包括淺道一般用水冷卻) kg
S = 每小時(shí)鑄件數(shù) n
fq = 熱系數(shù) (見表 2)
X2 = 修正系數(shù)，模具大時(shí)為 1；模具小時(shí)為 1.5
例如：鑄件重量 2.5Kg
鑄件數(shù) 60/h
材料 鋁(fq=798)
X2 1.1
A2=(2.5x60x798x1.1)/3600=36.6KW
假定模具的兩邊面積相等，則兩個(gè)裝置的功率為36.6/2=18.3KW
3. 泵所需流量取決于通道的橫截面積 (盡量使選定的通道 適合于所有模具) 這里使用經(jīng)實(shí)際驗(yàn)證的熱載體流速 2~ 3 m/s 為基礎(chǔ)，以下數(shù)據(jù)可為標(biāo)準(zhǔn)值：
通道直徑mm 泵 V L/ mm
80 - 11 10 - 14 以齒輪泵為主
12 - 14 - 19 以齒輪泵為主
14 - 16 - 25 側(cè)通道特制離心泵
16 - 18 - 32 側(cè)通道特制離心泵
除「流速」外，還檢驗(yàn)選定的泵輸送量是否能運(yùn)送能量。這可按下式進(jìn)行：
V = 60 *(L/c*DnV*p）
V = 輸送量 L/min
L = 工作過程的規(guī)定功率 (L1 或者 L2 中取較大值)
W (Watt)
DnV3 = 模具工作溫度和載熱體原始溫度間的允許溫差 (約 40-100)oC(k)
p = 載熱體的密度 (見表 2) kg/dm3
c = 比熱 (見表 2) J/kgK
例如：根據(jù)例3，18.3KW 即 18300W
若DnV3取40oC（例如：模具表面溫度為240oC，油溫為200oC，則
V=60*（18300/（2500*40*0.75））= 14.4L/min
4. 進(jìn)一步驗(yàn)算通道表面積
確定模具內(nèi)部加熱通道的結(jié)構(gòu)和尺寸是模具設(shè)計(jì)師的任務(wù)。通常載熱體把熱能傳給模具或者將熱量從模具帶走，兩者情況都一樣，都決定于熱傳導(dǎo)系數(shù) a，以 W/cm2 K 表示。
熱傳導(dǎo)系數(shù) a 主要受下列因素影響：
載熱體的流速§
模具與載熱體間的溫差§
系統(tǒng)均勻工作溫度§ (初始溫度)
是把接觸面 (通道表面) 設(shè)計(jì)成能傳遞能量。如通道直徑太細(xì)或長(zhǎng)度不足，會(huì)
出現(xiàn)無法升溫的情況，由于水冷通道一般較熱油通道直徑小，如不改設(shè)計(jì)，很多時(shí)導(dǎo)致接觸面不足。
通道表面積計(jì)算公式如下：
A = L/(a*DnV3)cm2
A = 必要的熱交換表面積 cm2
L = L1 或者 L2 工作加熱或冷卻功率 Watt
a = 熱傳導(dǎo)系數(shù) W/cm2 K (a = 0.222 / DnV3 = 40,
a = 0.21 / DnV3 = 60)
DnV3 = 載熱體的初始溫度和模具工作溫度的溫差oC(k)
為避免溫度波動(dòng)，溫差應(yīng)盡可能小，力求達(dá)到40oC。如果用鋁，即使 100oC 也能取得良好效果 (例如模具工作溫度 250oC，初始溫度 150oC)，要避免 DnV3 超過 100oC，初始溫度低于 150oC，否則，載熱油的效率將變得不理想。
例如：按照 3，假定DnV3=40oC w=3m/s
A1=18300/0.222*40=2061cm2
或：DnV3=60oC，w=3m/s
A2=18300/0.21*60=1452cm2
w=3m/s=183000cm/min
V=14.4L/min=14400cm3/min
Aq 橫切面積=V/w=0.8cm2(3.1416*r2)
->d=10mm
通道直徑 10mm
通道長(zhǎng)度：A1/3.1416*d=2061cm2/3.14cm=656cm
實(shí)際運(yùn)用
所有舉例的數(shù)值都經(jīng)實(shí)踐和試驗(yàn)的驗(yàn)證，它們可能受各種因素的影響，這些計(jì)算只能提供一些參考，并不擔(dān)保適用于所有條件。
導(dǎo)熱油之選擇和使用須知
市面上有頗多可供選擇的導(dǎo)熱油，于選購(gòu)時(shí)參考導(dǎo)熱油加熱器的溫度限制及使用溫度，沸點(diǎn)要高于 高溫度限制，并留意供應(yīng)商建議的熱油壽命數(shù)據(jù)。老化的油會(huì)造成沉淀，性能降低，其表現(xiàn)于沸點(diǎn)降低及較易燃燒。一般來說350℃ 導(dǎo)熱油加熱器運(yùn)用 370℃ 至 380℃ 沸點(diǎn)，350℃ 至 360℃操作溫度之導(dǎo)熱油；320℃ 導(dǎo)熱油加熱器選用 350℃ 沸點(diǎn)，320℃ 高操作溫度的導(dǎo)熱油。另外，要留意 低啟動(dòng)油溫及 低運(yùn)行油溫的數(shù)據(jù)，以配合當(dāng)?shù)靥鞖猸h(huán)境。導(dǎo)熱油的質(zhì)量的特征應(yīng)包括氧化穩(wěn)定性、防沉、防泡沬等使用壽命數(shù)據(jù)。
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