理论教育 模具内热传导方程的边界条件:空气与模具间的传热系数与温度

模具内热传导方程的边界条件:空气与模具间的传热系数与温度

时间:2023-06-20 理论教育 版权反馈
【摘要】:3.模具内热传导方程的边界条件模具外边界式中,ha为空气与模具间的表面传热系数,[W/];Ta为空气的温度。

模具内热传导方程的边界条件:空气与模具间的传热系数与温度

1.熔体流动方程的边界条件

1)浇口Γinlet处,采用固定流率(固定注射速率)或固定注射压力的方法来控制熔体的射入。

①固定流率或固定速率注射

F=FinletU=Uinlet(11-39)

②固定压力注射

p=pinlet(11-40)

式中,下标inlet表示熔体从浇口射入时的变量值。

2)型腔边界上,根据边界单元的充填状态动态转换单元的边界类型。

①对于充满熔体的模具边界Γm-p,当γγc(充满熔体)时,有u=0(11-41)

②对于充满空气的模具边界Γm-a,当γγc(充满空气)时,有σu)·n-pn=0(11-42)

式中,γc为临界体积函数。

3)熔体流动前沿Γp-a处,忽略熔体流动前沿的表面张力,假设空气可以自由穿过模具表面而离开型腔,则

σn=0

pn=0(11-43)(www.daowen.com)

式中,σn为流动前沿表面的正应力(Pa)。

2.熔体流动过程能量守恒方程的边界条件

(1)浇口处的熔体温度等于熔体的射入温度

T=Tinlet(11-44)

(2)型腔边界处,施加第三类边界条件

式中,κFhF分别代表连续性流体的热导率[W/(m·K)]和表面传热系数[W/(m2·K)];Tw为型腔温度。

型腔温度Tw可通过求解模具内的热传导方程得到。

3.模具内热传导方程的边界条件

(1)模具外边界(模具-空气)

式中,ha为空气与模具间的表面传热系数,[W/(m2·K)];Ta为空气的温度(K)。

(2)型腔边界(模具-熔体)

式中,q代表由熔体传入模具的热流密度[J/(m2·s)]。

通过方程式(11-45)和方程式(11-47)可实现耦合分析中模具和熔体间的能量平衡。一旦通过求解热传导方程确定了模具内的温度场分布,就可以将模具型腔温度Tw代入方程式(11-45),根据离散后的熔体流动能量守恒方程式(11-36)求得熔体内的温度场分布,然后根据熔体温度更新由熔体传入模具的热流密度q,然后再次求解模具内的热传导方程。重复上述过程,直至获得耦合分析过程的收敛解为止。

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