- ۰۹۱۵۳۲۰۵۹۷۵ - ۰۵۱۳۵۴۲۰۶۶۳
صنعت تزریق پلاستیک (Plastic Injection Molding) یکی از روش های تولید قطعات پلاستیکی است که در آن مواد پلاستیکی به صورت گرانول یا پودر در یک دستگاه تزریق پلاستیک (Injection Molding Machine) ذوب شده و با فشار وارد یک قالب (Mold) می شوند. پس از خنک شدن و جامد شدن مواد پلاستیکی، قطعه مورد نظر از قالب خارج می شود. این روش دارای مزایایی مانند سرعت بالا، دقت بالا، تنوع بالا و هزینه پایین است.
مبدل حرارتی (Heat Exchanger) یک دستگاه است که انتقال حرارت را بین دو یا چند جریان سیال با دماهای مختلف انجام می دهد. در صنعت تزریق پلاستیک، مبدل حرارتی نقش مهمی در کنترل دمای مواد پلاستیکی و قالب دارد. برای اینکه مواد پلاستیکی به راحتی وارد قالب شوند و به شکل مطلوب درآیند، باید دمای آن ها را در حدود یک مقدار بهینه نگه داریم. اگر دمای مواد پلاستیکی خیلی بالا باشد، ممکن است باعث سوختگی، تغییر رنگ، تغییر خواص مکانیکی و شیمیایی و ایجاد حباب هوا در قطعه شود. اگر دمای مواد پلاستیکی خیلی پایین باشد، ممکن است باعث سخت شدن، شکستگی، ناهمگنی و عدم پر شدن کامل قالب شود. بنابراین، باید از یک مبدل حرارتی استفاده کنیم تا دمای مواد پلاستیکی را با جریان سرد یا گرم کنترل کنیم.
به همین ترتیب، دمای قالب هم باید در یک محدوده مناسب قرار داشته باشد. اگر دمای قالب خیلی بالا باشد، ممکن است باعث افزایش زمان خنک شدن، تغییر ابعاد، تغییر رنگ و ایجاد تنش در قطعه شود. اگر دمای قالب خیلی پایین باشد، ممکن است باعث کاهش زمان پر شدن، افزایش فشار، افزایش چسبندگی و ایجاد خطوط خنک شدن در قطعه شود. بنابراین، باید از یک مبدل حرارتی استفاده کنیم تا دمای قالب را با جریان سرد یا گرم کنترل کنیم.
مبدل حرارتی در صنعت تزریق پلاستیک در دو بخش اصلی به کار می رود: بخش تزریق و بخش خنک کننده. در بخش تزریق، مبدل حرارتی برای گرم کردن مواد پلاستیکی قبل از ورود به قالب استفاده می شود. این کار باعث می شود که مواد پلاستیکی دارای ویسکوزیته (Viscosity) کمتر و جریان بهتری داشته باشند. در بخش خنک کننده، مبدل حرارتی برای خنک کردن قالب و قطعه تولید شده استفاده می شود. این کار باعث می شود که قطعه به سرعت جامد شده و از قالب خارج شود.
مبدل حرارتی می تواند از نوع های مختلفی باشد. برخی از انواع مبدل حرارتی که در صنعت تزریق پلاستیک کاربرد دارند عبارتند از: مبدل حرارتی لوله ای (Tubular Heat Exchanger)، مبدل حرارتی صفحه ای (Plate Heat Exchanger)، مبدل حرارتی لوله در لوله (Tube in Tube Heat Exchanger)، مبدل حرارتی شیل و لوله (Shell and Tube Heat Exchanger) و مبدل حرارتی جت (Jet Heat Exchanger). هر کدام از این مبدل ها دارای مزایا و معایب خاص خود هستند که باید با توجه به نوع مواد پلاستیکی، شرایط فرآیند و هزینه های مربوطه انتخاب شوند.
مبدل حرارتی در دستگاه تزریق پلاستیک دارای ویژگی های خاصی است که باید در نظر گرفته شود. برخی از این ویژگی ها عبارتند از:
مبدل حرارتی باید توانایی تحمل فشار بالای روغن هیدرولیک را داشته باشد. فشار روغن هیدرولیک معمولا بین 100 تا 200 بار (Bar) متغیر است و بستگی به نوع و سایز دستگاه دارد. اگر مبدل حرارتی مقاومت کافی نداشته باشد، ممکن است باعث ترکیدگی، نشتی یا انفجار شود.
مبدل حرارتی باید توانایی انتقال حرارت بالایی را بین روغن هیدرولیک و آب خنک کننده داشته باشدو باعث می شود که دمای روغن هیدرولیک و آب خنک کننده به سرعت به مقادیر مطلوب برسند و نوسانات دمایی کمتری داشته باشند. انتقال حرارت بالا به عواملی مانند جنس، شکل، ابعاد و تعداد لوله ها یا صفحات مبدل حرارتی بستگی دارد.
مبدل حرارتی باید کارایی بالایی در انجام وظیفه خود داشته باشد. کارایی مبدل حرارتی به نسبت حرارتی تعریف می شود که از روغن هیدرولیک به آب خنک کننده منتقل می شود به حرارتی که از روغن هیدرولیک به محیط اطراف منتقل می شود. و باعث می شود که هدر رفت انرژی کمتری داشته باشیم و مصرف برق کمتری داشته باشیم.
مبدل حرارتی باید طوری طراحی شده باشد که نگهداری و تعمیر آن آسان باشد. مبدل حرارتی باید قابلیت باز و بسته شدن، شستشو، تعویض و تعمیر قطعات را داشته باشد. همچنین باید از جنسی باشد که مقاوم در برابر خوردگی، رسوب و آلودگی باشد.اجزای مبدل حرارتی در دستگاه تزریق پلاستیک
مبدل حرارتی در دستگاه تزریق پلاستیک از اجزای مختلفی تشکیل شده است که باید شناخته شوند. برخی از این اجزا عبارتند از:
این اجزا مسئول انتقال حرارت بین روغن هیدرولیک و آب خنک کننده هستند. لوله ها یا صفحات می توانند از جنس های مختلفی مانند فولاد ضد زنگ (Stainless Steel)، آلومینیوم (Aluminum)، مس (Copper) یا پلاستیک (Plastic) باشند. شکل، ابعاد و تعداد لوله ها یا صفحات بر انتقال حرارت و کارایی مبدل حرارتی تأثیر دارند. معمولا لوله ها یا صفحات به صورت موازی، متقاطع یا متقابل (Parallel, Cross or Counter Flow) به هم متصل می شوند.
این قسمت مسئول حفاظت و نگه داشتن لوله ها یا صفحات در داخل خود است. شیل یا بدنه می تواند از جنس های مختلفی مانند فولاد کربنی (Carbon Steel)، فولاد ضد زنگ، آلومینیوم یا پلاستیک باشد. شیل یا بدنه باید مقاوم در برابر فشار، دما، خوردگی و ضربه باشد. شیل یا بدنه دارای درپوش ها یا اتصالاتی است که برای ورود و خروج جریان های سیال به کار می روند.
این اجزا مسئول هدایت و توزیع جریان های سیال در داخل مبدل حرارتی هستند و باعث می شوند که جریان های سیال با لوله ها یا صفحات بهتر تماس داشته باشند و انتقال حرارت افزایش یابد. بسترها یا فنرها همچنین باعث می شوند که لوله ها یا صفحات در مقابل فشار و ارتعاش ثابت و محکم باشند و می توانند از جنس های مختلفی مانند فولاد، آلومینیوم، مس یا پلاستیک باشند.
این اجزا مسئول اتصال شیل یا بدنه به درپوش ها یا اتصالات هستند. مهره ها یا پیچ ها باعث می شوند که مبدل حرارتی بسته و مهر و موم شده باشد و از نشتی جریان های سیال جلوگیری کنند. مهره ها یا پیچ ها می توانند از جنس های مختلفی مانند فولاد، آلومینیوم، مس یا پلاستیک باشند.
روش های فعال نیازمند یک منبع انرژی خارجی هستند که باعث افزایش اختلاط، اغتشاش یا جریان سیال شوند.
روش های غیرفعال بدون نیاز به منبع انرژی خارجی، با استفاده از تغییرات هندسی، مواد یا میدان های خارجی، باعث افزایش انتقال حرارت شوند.
روش های ترکیبی از دو یا چند روش فعال یا غیرفعال استفاده می کنند.
این روش یک روش فعال است که با تزریق حباب های هوا به داخل جریان سیال، باعث افزایش اختلاط، اغتشاش و ضریب انتقال حرارت می شود. این روش معمولا برای جریان آب خنک کننده استفاده می شود. تزریق هوا می تواند باعث افزایش چند برابری ضریب انتقال حرارت شود.
این روش یک روش غیرفعال است که با اضافه کردن نانوذرات (Nanoparticles) به سیال پایه، باعث افزایش خواص حرارتی و رسانایی حرارتی سیال می شود. این روش معمولا برای جریان روغن هیدرولیک استفاده می شود. نانوسیال می تواند باعث افزایش تا 70 درصدی ضریب انتقال حرارت شود.
این روش یک روش غیرفعال است که با استفاده از لوله هایی که شکل پیچیده ای دارند، باعث افزایش اغتشاش، مساحت سطح و ضریب انتقال حرارت می شود. این روش معمولا برای جریان روغن هیدرولیک یا آب خنک کننده استفاده می شود. لوله های پیچیده می توانند باعث افزایش تا 40 درصدی ضریب انتقال حرارت شوند.
این روش از دو یا چند روش فعال یا غیرفعال استفاده می کند تا اثرات متقابل آن ها را بهره ببرد. برای مثال، تزریق هوا و نانوسیال، تزریق هوا و لوله های پیچیده، نانوسیال و لوله های پیچیده و غیره. روش ترکیبی می تواند باعث افزایش بیشتر ضریب انتقال حرارت نسبت به روش های جداگانه شود.
روش های بهینه سازی با استفاده از تحلیل های نظری، تجربی یا عددی، پارامترهای موثر بر مصرف انرژی را شناسایی و بهینه می کنند.
روش های بازیافت با استفاده از دستگاه های مختلف، انرژی های هدر رفته را جمع آوری و دوباره به فرآیند وارد می کنند.
این روش با استفاده از روش های محاسباتی مانند روش المان محدود (Finite Element Method)، روش شبکه بولتزمن (Lattice Boltzmann Method) یا روش های بهینه سازی مانند الگوریتم ژنتیک (Genetic Algorithm)، روش کلونی مورچه (Ant Colony Optimization) یا روش جستجوی هارمونیک (Harmony Search)، طراحی بهینه مبدل حرارتی را مشخص می کند. این روش با توجه به محدودیت های فنی، اقتصادی و زیست محیطی، پارامترهایی مانند جنس، شکل، ابعاد، تعداد و چیدمان لوله ها یا صفحات مبدل حرارتی را بهینه می کند.
این روش با استفاده از روش های تجربی مانند آزمایشگاهی، صنعتی یا میدانی، عملکرد واقعی مبدل حرارتی را ارزیابی و بهبود می بخشد. این روش با توجه به شرایط عملیاتی، پارامترهایی مانند دبی، دما، فشار، سرعت و جهت جریان سیال ها را بهینه می کند.
این روش با استفاده از دستگاه هایی مانند مبدل حرارتی بازیافتی (Recovery Heat Exchanger)، پمپ حرارتی (Heat Pump)، توربین گازی (Gas Turbine) یا دیگ بخار (Steam Boiler)، حرارت هدر رفته را از جریان های خروجی مبدل حرارتی جمع آوری و دوباره به جریان های ورودی مبدل حرارتی یا فرآیندهای دیگر وارد می کند. این روش باعث می شود که مصرف انرژی و تولید گازهای گلخانه ای کاهش یابد.
اگر قصد خرید یا تعمیر مبدل حرارتی دارید،با کارشناسان شرکت یارا مبدل در ارتباط باشید.
