Last updated on juillet 13th, 2017 at 01:39 pm

Prendre en considération ces règles basiques pour concevoir des transferts de chaleur thermiques permettra d’améliorer la productivité d’un projet, améliorer les procédés et diminuer la perte d’énergie.

Un réchauffeur électrique peut distribuer de la chaleur où cela est nécessaire, et le connecter à un thermocouple bien placé permettra de contrôler vos procédés et d’offrir un état constant. Cependant, un concept peu réfléchi ou un mauvais placement du capteur entraînera une création non idéal, et pourra entraîner des échecs prématurés. Suivre les règles fondamentales éliminera des reconstructions ou des modification coûteuses.

Une bonne compréhension des conventions fondamentales de transfert de chaleur est impératif pour le succès d’un projet, et attirera l’attention sur les défis acceptés. Les propriétés du transfert thermique sont semblables à celles d’une onde de son. La chaleur, comme tous les éléments de l’énergie, suit les lois de la physique.

En adhérant aux lois de design fondamental pour la conception de transferts thermiques, vous êtes plus à même d’atteindre l’état final de votre projet et d’éviter des erreurs coûteuses.

1.      La chaleur doit avoir un chemin droit

Lorsqu’un radiateur est fermé ou obstrué, une pièce se refroidit. Il en va de même pour tous les chemins de la chaleur : il doit être libre, car la chaleur ne passe pas magiquement autour des obstacles. De même, les trous, les poches, les fentes ou autres mauvaises directions peuvent créer une opportunité pour que la chaleur soit déviée de sa destination principale.

Sur l’illustration, examinez l’utilisation lorsqu’un thermocouple bloque une portion du transfert de chaleur. Une (AEF) ou analyse des éléments finis prouverait que seulement deux-tiers de la zone scellée atteint la température de 6°F ou 3.3°C.

Une redistribution de tension peut aider à équilibrer le profil, mais pas à 100 pourcent. Un changement à la densité de watt à l’extrémité du réchauffeur augmentera la zone à 86 pour cent de la bande de température. Bien qu’un trou existe toujours, la compensation d’une augmentation de la puissance en watts pourrait rendre la conception plus faisable. Parfois, les conceptions difficiles n’ont aucune alternative fonctionnelle ; cependant, un expert pourrait fournir une alternative à certains défis que d’autres pourraient ne pas avoir pris en considération.

2.      Examiner les alternatives de conception pour des bandes de température précises

Toutes les options doivent être examinées lors de la conception pour éviter les coûts supplémentaires, les délais ou la production d’une solution non adéquate. Les experts en matière de chauffage connaissent les conceptions disponibles qui pourront correspondre à vos besoins et abaisser vos coûts. Lorsqu’un réchauffeur standard ne correspond pas ou ne produit pas la bonne température, un réchauffeur non-standard peut être nécessaire.

Dans le cas de la mâchoire à emballer, une conversion vers un design orienté sur l’énergie pourrait réduire de façon significative les besoins de puissance. L’utilisation d’un logiciel AEF à la fine pointe de la technologie peut permettre à un concepteur d’évaluer les besoins thermiques et de produire une solution offrant une meilleur uniformité, un cycle plus rapide, et une consommation énergétique réduite. Le changement vers un design utilisant un réchauffeur concentré réduira les exigences énergétiques de 650W à 125W, entraînant des coûts réduits et moins de dépenses pour les matériaux. De plus, cette méthode offre un remplacement plus facile du réchauffeur qu’une solution de cartouches.

3.      Les règles de base de conception affirment que l’énergie doit être contrôlée

Une des règles de conception de base est d’assurer que la température soit contrôlable. Lorsqu’un thermocouple est trop proche d’un réchauffeur ou de la surface sur laquelle la température est mesurée, sa lecture peut être biaisée, retournant un mauvais point de contrôle. Dans une situation idéale, il faudrait une mesure précise de la température de la surface de travail. Des placements thermiques corrects réduisent les différentiels de température (Δ) entre la température de fonctionnement et le point de réglage. Cela permet d’offrir une analyse plus précise de l’environnement.

Un deuxième scénario utilise l’épaisseur et la masse pour affecter la distribution de chaleur. Lorsque l’épaisseur de la toile n’est pas assez importante, la chaleur ne rayonne pas de façon efficace. D’autre part, lorsque la toile est plus épaisse que nécessaire, le rétablissement du processus peut être ralenti, et l’efficacité diminuée.

C’est pourquoi le lieu de mesure de la température et l’épaisseur de la toile déterminent un bon transfert de chaleur. Lorsque la bande de température du thermocouple correspond à la température de la surface de travail, le processus de chaleur est mieux contrôlé. Lorsque le processus n’est pas assez bien contrôlé, la distribution de chaleur n’est pas idéale.

4.      Préserver l’intégrité de la cannelure

Une plus grande espérance de vie du réchauffeur et plus d’économies sont atteints grâce à un bon ajustement. La chaleur électrique, par définition, est efficace à 100 pour cent ; cependant, le procédé de transfert thermique n’est pas efficace à 100 pour cent. Il y a une perte entre le réchauffeur et le produit qui doit être chauffé.

Obtenir des performances idéales d’un réchauffeur électrique signifie une connexion intime dans le processus. Les conditions de conception doivent assurer un ajustement juste et lisse.

Un transfert de chaleur optimal est atteint lorsque le réchauffeur est poussé dans l’outil, lorsque c’est possible. Cela permet d’avoir une densité de watt plus importante, ce qui entraîne une plus grande espérance de vie du réchauffeur. Le réchauffeur doit être poussé avec soin dans l’outil. Une petite déformation est acceptable, mais pas une compression. Vérifiez avec un partenaire de solution thermique pour les procédures d’installation qui vous permettront d’améliorer l’espérance de vie de votre réchauffeur.

5.      Plus de watts ne signifie pas forcément mieux

Il se peut que vous ayez entendu que plus watts est mieux, mais ce n’est pas toujours le cas. Le partie de l’énergie dépensée est utilisée en augmentant la chaleur à la température désirée. Pour maintenir un point de réglage, seul vingt pourcent de ce rendement est nécessaire. Par conséquent, lorsque vous introduisez plus de watts dans le procédé d’augmentation de la température, cela pourrait ne faire aucune différence lors de la véritable utilisation. Cependant, les élévations rapides de températures laissent l’outil susceptible au halage et à une durée de vie plus courte pour le réchauffeur.

Pour résumer,, bien que la chaleur soit un outil puissant lorsqu’utilisé de façon efficace, ce n’est pas de la magie. Il appartient à l’opérateur de contrôler convenablement la distribution de chaleur, et aux concepteurs de dessiner des appareils plus efficaces selon les conditions en utilisant les règles fondamentales de conception.

C’est impératif pour la durée de vie du réchauffeur et la conservation d’énergie de prendre en considération les règles de base lors du développement. Un petit changement peut sensiblement affecter l’espérance de vie d’un réchauffeur, la vitesse des processeurs et la qualité de l’outil.

Un associé en solution thermique et/ou des experts en transfert de chaleur peuvent proposer leur expertise pour assurer un meilleur design, avec un système plus efficace.