Вибір теплоізоляційного матеріалу прес-форм для виготовлення виробів з композиційних матеріалів

Abstract

UK: Мета роботи. Полягає у розробленні методики теплового розрахунку прес-форм для виготовлення виробів з композиційних матеріалів, яка дозволяє обрати ізоляційний матеріал, що забезпечує ефективне заощаджування витрат тепла. Методи дослідження. При дослідженні проведений теоретичний аналіз існуючих теплових розрахунків пресс-форм; проведений аналіз теорії теплообміну на основі теорії подібності, використовуючи безрозмірні критерії Нуссельта, Грасгофа та Прандтля; проведений аналіз довідкових даних про властивості ізоляційних матеріалів. Отримані результати. З’ясовані та описані процеси конвективної тепловіддачі з бічної поверхні пресс-форми; розроблена методика розрахунку втрат енергії шляхом тепловіддачі при певній температурі на зовнішньої поверхні неізольованої пресс-форми; встановлено вирішальну роль для вибору ізоляційного матеріалу є температура стінки, з якої власне здійснюється тепловіддача; визначена методика зниження енерговитрат шляхом застосовування на поверхні тепловіддачі прес-форми шару з теплоізоляційного матеріалу, досягаючи на ізольованій поверхні прес-форми заданої температури; на прикладі прес-форми конкретних розмірів, обрані оптимальні матеріали і визначена їх ефективність у зниженні витрат тепла. Наукова новизна. Розроблена методики оцінювання ефективності теплоізоляційного матеріалу шляхом розрахунку температури на ізольованій поверхні прес-форми; зменшення у зв’язку з цим втрат тепла шляхом тепловіддачі досягається за допомогою обраного оптимального теплоізоляційного матеріалу, які мають відповідні теплофізичні і технологічні властивості. Практична цінність. Наведені відомості про вплив конструкції матриці прес-форми та довідкові відомості про теплопровідність теплоізоляційних матеріалів; запропонований метод розрахунку може бути використаний при проектуванні енергозаощаджувальних прес-форм для виготовлення виробів з композиційних матеріалів. EN: Purpose. The development of a method of thermal calculation of molds for the manufacture of products from composite materials, which allows you to choose an insulating material that ensures effective savings in heat consumption. Research methods. A theoretical analysis of the existing thermal calculations of the molds was carried out; an analysis of the theory of heat exchange based on the theory of similarity was carried out, using dimensionless criteria of Nusselt, Grashof and Prandtl; an analysis of reference data on the properties of insulating materials was carried out. Results. In the course of the work, the processes of convective heat transfer from the side surface of the mold were clarified and described; a method of calculating energy losses through heat transfer at a certain temperature on the outer surface of an uninsulated mold was developed; it was established that the temperature of the wall, from which the heat transfer is actually carried out, plays a decisive role in the selection of the insulating material; a method of reducing energy consumption is determined by applying a layer of heat-insulating material on the heat transfer surface of the mold, reaching a given temperature on the isolated surface of the mold; on the example of a mold of specific dimensions, the optimal materials were selected and their effectiveness in reducing heat consumption was determined. Scientific novelty. Developed methods for evaluating the effectiveness of heat-insulating material by calculating the temperature on the insulated surface of the mold; in this connection, the reduction of heat loss through heat transfer is achieved with the help of the selected optimal heat-insulating material, which has the appropriate thermophysical and technological properties. Practical value. Information on the impact of the design of the mold matrix and reference information on the thermal conductivity of heat-insulating materials are provided; the proposed calculation method can be used in the design of energy-saving molds for the manufacture of products from composite materials.