滚塑工艺在加热阶段的两种传热模型的比较研究

摘要

为一个圆筒形滚塑模具在其内部粉料开始熔融之前的加热阶段建立了两种传热理论模型。在第一种传热模型中,将模具内的空气当作主要相的流体,将粉料当作次要相的流体。采用FLUENT软件中多相流模块的Mixture模型对模具内的流动与换热进行仿真计算。第二种传热模型是一种简化的传热模型。即忽略模具的结构形状和温度梯度,同时假设模具内部的粉料和空气混合非常均匀。根据能量守恒定律列出常微分方程组,通过MATLAB软件求解该方程组。分别采用这两种传热模型仿真计算模具温度和模内温度,并将其与实验结果相比较。结果表明,第一种传热模型的仿真精度要高于第二种传热模型,但前者的计算量远大于后者;当考虑变物性时,第一种传热模型的计算精度有明显的改善;而第二种传热模型对模具温度的仿真精度几乎没有改善,但对模内温度的仿真精度反而变得更差。