Luận văn Thạc sĩ Kỹ thuật cơ khí: Mô phỏng phân bố nhiệt độ lòng khuôn phun ép với hệ thống gia nhiệt bằng từ trường tích hợp trong khuôn

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:102

Thêm vào BST

Báo xấu

11
lượt xem 2
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mục tiêu nghiên cứu của đề tài "Mô phỏng phân bố nhiệt độ lòng khuôn phun ép với hệ thống gia nhiệt bằng từ trường tích hợp trong khuôn" nhằm khảo sát thông số ảnh hưởng (t,W,L, heat flux) của thiết kế tấm insert tới phân bố nhiệt độ; Tốc độ gia nhiệt đủ nhanh (sau 3-5 giây, nhiệt độ bề mặt khuôn > 200oC); Phân tích, mô phỏng quá trình gia nhiệt nhằm dự đoán phân bố nhiệt độ ứng với các thiết kế khác nhau của cuộn dây (phần mềm Comsol).

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Luận văn Thạc sĩ Kỹ thuật cơ khí: Mô phỏng phân bố nhiệt độ lòng khuôn phun ép với hệ thống gia nhiệt bằng từ trường tích hợp trong khuôn

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ NGUYỄN THANH HƠN MÔ PHỎNG PHÂN BỐ NHIỆT ÐỘ LÒNG KHUÔN PHUN ÉP VỚI HỆ THỐNG GIA NHIỆT BẰNG TỪ TRƯỜNG TÍCH HỢP TRONG KHUÔN NGÀNH: KỸ THUẬT CƠ KHÍ – 60520103 S K C0 0 5 8 9 4 Tp. Hồ Chí Minh, tháng 10/2018
` BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ NGUYỄN THANH HƠN MÔ PHỎNG PHÂN BỐ NHIỆT ĐỘ LÒNG KHUÔN PHUN ÉP VỚI HỆ THỐNG GIA NHIỆT BẰNG TỪ TRƯỜNG TÍCH HỢP TRONG KHUÔN NGÀNH: KỸ THUẬT CƠ KHÍ – 60520103 Tp. Hồ Chí Minh, tháng 10 năm 2018
` BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ NGUYỄN THANH HƠN MÔ PHỎNG PHÂN BỐ NHIỆT ĐỘ LÒNG KHUÔN PHUN ÉP VỚI HỆ THỐNG GIA NHIỆT BẰNG TỪ TRƯỜNG TÍCH HỢP TRONG KHUÔN NGÀNH: KỸ THUẬT CƠ KHÍ – 60520103 Hướng dẫn khoa học: TS. PHẠM SƠN MINH ThS. NGUYỄN VINH DỰ Tp. Hồ Chí Minh, tháng 10 năm 2018
`
`
` LÝ LỊCH KHOA HỌC I. LÝ LỊCH SƠ LƯỢC Họ & tên: Nguyễn Thanh Hơn Giới tính: Nam Ngày, tháng, năm sinh: 09/09/1990 Nơi sinh: Tiền Giang Quê quán: Tiền Giang Dân tộc: Kinh Địa chỉ liên lạc: 544, Tỉnh lộ 43, Phường Tam Phú, Quận Thủ Đức – Tp. Hồ Chí Minh Điện thoại: 0902248044 E-mail: honckm@gmail.com II. QUÁ TRÌNH ĐÀO TẠO Hệ đào tạo: Đại học chính quy. Thời gian đào tạo từ 09/2008 đến 09/2012 Nơi học: Trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật Thành Phố Hồ Chí Minh Ngành học: Cơ khí chế tạo máy III. QUÁ TRÌNH CÔNG TÁC CHUYÊN MÔN KỂ TỪ KHI TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Thời gian Nơi công tác Công việc đảm nhiệm 08/2012 ÷ Công ty TNHH TMDV BAO Nhân viên kỹ Thuật 08/2014 09/2014 ÷ Công ty TNHH Cơ Khí AECADCAM Nhân viên kỹ Thuật 08/2016 09/2016 đến Trường Cao Đẳng Kỹ Thuật Cao Thắng Giảng viên nay i
` LỜI CAM ĐOAN Tôi cam đoan đây là công trình nghiên cứu của tôi. Các số liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác. Tp. Hồ Chí Minh, ngày 11 tháng 7 năm 2018 Người thực hiện Nguyễn Thanh Hơn ii
` LỜI CẢM ƠN Qua quá trình học tập, nghiên cứu và hoàn thành luận văn, em xin kính gửi lời cảm ơn chân thành và sâu sắc đến: Thầy TS. Phạm Sơn Minh - Thầy hướng dẫn thực hiện luận văn đã tận tình chỉ dạy, tạo điều kiện và động viên học trò trong suốt quá trình thực hiện. Quý thầy cô đã tham gia công tác giảng dạy, hướng dẫn học trò và các học viên trong lớp Cao học chuyên ngành Cơ Khí Máy khóa 2017A trong toàn bộ khoá học. Quý thầy cô giảng dạy tại Khoa Cơ khí Chế tạo máy, Phòng Đào tạo – Bộ phận sau đại học – Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Tp. Hồ Chí Minh đã giúp đỡ học viên trong thời gian học tập và nghiên cứu tại trường. Kính gửi lời cảm ơn Ban giám hiệu Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Tp. Hồ Chí Minh đã tạo điều kiện thuận lợi cho cho các học viên tại trường được học tập và nghiên cứu. Kính chúc Quý thầy cô dồi dào sức khỏe. Tp. Hồ Chí Minh, ngày 11 tháng 7 năm 2018 Học viên Nguyễn Thanh Hơn iii
` TÓM TẮT Gia nhiệt từ trường có nhiều ưu điểm như tốc độ gia nhiệt nhanh, tiêu thụ năng lượng thấp và giảm ô nhiễm môi trường. Sử dụng gia nhiệt cảm ứng từ để gia nhiệt tấm khuôn nhanh chóng, tiết kiệm hơn và hiệu quả hơn bất kỳ kỹ thuật gia nhiệt hiện tại nào [8]. Trong nghiên cứu này, sử dụng cả thí nghiệm và mô phỏng, thiết kế "tấm insert" của cuộn cảm ứng được áp dụng để kiểm tra khả năng gia nhiệt của tấm khuôn. Khảo sát các thông số t,W,L của tấm insert, Ảnh hưởng của chiều dày t, giá trị t càng nhỏ quá trình gia nhiệt càng thuận lợi. Ảnh hưởng của chiều dài L, chiều rộng W, thì giá trị L và W càng lớn, kết quả gia nhiệt khuôn càng giảm do thể tích, khối lượng tấm insert tăng. Các kết quả cho thấy phương pháp mô phỏng có thể dự đoán khá chính xác phân bố nhiệt độ trên bề mặt của tấm khuôn. Đề tài đã được thực hiện trong thời gian từ tháng 02/2018 đến 07/2018. Nội dung luận văn đã trình bày một cách đầy đủ và cô đọng lý thuyết tương đối về truyền nhiệt, khuôn mẫu, vật liệu nhựa và kết quả của quá trình mô phỏng trên phần mềm kết hợp với đo đạt thực tế nhiệt độ bề mặt khuôn. Kết quả của đề tài sẽ là cơ sở thực tiễn để xử lý những khuyết tật của sản phẩm nhựa gây ra bởi sự tổn thất về nhiệt và áp trong quá trình chuyển động của dòng nhựa đặc biệt là các sản phẩm của vi khuôn và cũng là cơ sở lý thuyết cho những nghiên cứu sâu hơn cho tương lai ngành vi khuôn ở Việt Nam. iv
` ABSTRACT Electromagnetic induction heating has many advantages such as fast heating, low energy consumption and reduced environmental pollution. Using induction heating for rapid tool heating is more economical and efficient than any of the current tool heating techniques [8]. In this research, using both experiment and simulation, the ”insert plate” design of induction coil were applied to verify the heating capacity of mold plate. Survey parameters t, W, L of insert plate. The effect of thickness t, the smallest t value of the heating process is more favorable. Effect of length L, width W, the greater the value of L and W, the results of the mold heating decreases because the volume of the insert increase. The results show that the simulation method can accurately predict the temperature distribution on the surface of the die. The topic has been implemented between 02/2018 and 07/2018. The content of the thesis adequately and succinctly presents the relative theory of heat transfer, molding, plastic materials and the results of software simulation combined with actual surface temperature measurement mold. The result of the research will be the practical basis for handling the defects of plastic products caused by the loss of heat and pressure during the flow of plastic, especially the products of the mold and also Is the theoretical basis for further research into the future of microsystems in Vietnam. v
` MỤC LỤC Trang tựa Trang QUYẾT ĐỊNH GIAO ĐỀ TÀI XÁC NHẬN CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN LÝ LỊCH KHOA HỌC ................................................................................................. i LỜI CAM ĐOAN ......................................................................................................... ii LỜI CẢM ƠN .............................................................................................................. iii TÓM TẮT .................................................................................................................... iv ABSTRACT .................................................................................................................. v MỤC LỤC .................................................................................................................... vi DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT ....................................................................... ix DANH MỤC HÌNH ẢNH ............................................................................................ x DANH MỤC BẢNG BIỂU ....................................................................................... xiii Chương 1 TỔNG QUAN .................................................................................... 1 1.1 Tình hình nghiên cứu của đề tài trong và ngoài nước.....................................1 1.1.1 Ngoài nước ..............................................................................................1 1.1.2 Trong nước. .............................................................................................6 1.2 Tính cấp thiết đề tài .........................................................................................8 1.3 Mục tiêu đề tài, đối tượng nghiên cứu. .........................................................10 1.3.1 Mục tiêu đề tài ......................................................................................10 1.3.2 Đối tượng nghiên cứu ...........................................................................10 1.4 Nhiệm vụ nghiên cứu và giới hạn của đề tài .................................................11 1.4.1 Nhiệm vụ nghiên cứu ............................................................................11 1.4.2 Giới hạn của đề tài ................................................................................11 vi
` Chương 2 CƠ SỞ LÝ THUYẾT ...................................................................... 12 2.1 Tổng quan về khuôn ép nhựa ........................................................................12 2.1.1 Khái niệm chung về khuôn ...................................................................12 2.1.2 Kết cấu chung 1 bộ khuôn ....................................................................12 2.1.3 Phân loại khuôn ép phun .......................................................................14 2.1.3.1 Khuôn 2 tấm (2 plates mold) .........................................................14 2.1.3.2 Khuôn 3 tấm (3 plates mold) .........................................................16 2.1.3.3 Khuôn nhiều tầng (stack mold) ......................................................17 2.2 Qui trình phun ép nhựa .................................................................................19 2.3 Các phương pháp gia nhiệt cho khuôn. .........................................................20 2.4 Phương pháp gia nhiệt cho khuôn bằng từ trường ........................................25 Chương 3 PHƯƠNG PHÁP MÔ PHỎNG VÀ THỰC NGHIỆM ............ 30 3.1 Phương pháp mô phỏng ................................................................................30 3.1.1 Các phương trình mô phỏng .................................................................30 3.1.1.1 Heat transfer in solids ....................................................................30 3.1.1.2 Heat flux .........................................................................................30 3.1.2 Các bước mô phỏng bằng COMSOL ...................................................31 3.1.3 Mô hình mô phỏng ................................................................................38 3.1.3.1 3D model ........................................................................................38 3.1.3.2 Boundary conditions ......................................................................39 3.2 Phương pháp thực nghiệm ............................................................................40 3.2.1 Thiết bị thực nghiệm .............................................................................40 3.2.1.1 IH machine .....................................................................................40 3.2.1.2 Mold insert .....................................................................................41 3.2.1.3 Coil .................................................................................................43 3.2.1.4 Infered camera................................................................................44 3.2.2 Experiment parameters .........................................................................46 vii
` Chương 4 PHÂN TÍCH KẾT QUẢ MÔ PHỎNG VÀ THỰC NGHIỆM ... 47 4.1 Ảnh hưởng của t ............................................................................................47 4.2 Ảnh hưởng của W .........................................................................................52 4.3 Ảnh hưởng của L ...........................................................................................56 4.4 Ảnh hưởng của lưu chất ................................................................................60 4.5 Kết quả thực nghiệm .....................................................................................64 4.6 Ứng dụng cho khuôn thật. .............................................................................67 Chương 5 KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN ..................................... 76 5.1 Kết luận. ........................................................................................................76 5.2 Hướng phát triển. ..........................................................................................76 TÀI LIỆU THAM KHẢO ......................................................................................... 77 viii
` DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT STT KÝ HIỆU Ý NGHĨA 1 IH Induction heating 2 ANN artificial neural network 3 t Độ dày tấm insert 4 W Chiều rộng tấm insert 5 L Chiều dài tấm insert 6 q0 heat flux 7 T Nhiệt độ 8 mf Magnetic Field 9 ht Heat Tranfer in Solids 10 0 C Độ Celsius 11 mm milimet 12 Al Nhôm 13 Cu Đồng 14 ABS Acrylonitrile butadien styren 15 PLC Programmable Logic Controller ix
` DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1-1: Vị trí giữa phôi và cuộn dây ......................................................................1 Hình 1-2: Phôi thép hình trụ được bao quanh bởi bốn vòng cuộn dây. .....................2 Hình 1-3: Điểm gia nhiệt được dự đoán bởi NN với (a) yên ngựa và (b) hình gối ...4 Hình 1-4: Hình dạng biên dạng (a) yên ngựa và (b) hình dạng gối của tấm sau khi gia nhiệt so với hình dạng ban đầu. .............................................................................4 Hình 1-5: Quá trình gia nhiệt bánh răng với các tần số khác nhau: Tần số trung bình (MF) dùng gia nhiệt chân răng, tần số cao để gia nhiệt đỉnh răng và kết hợp đa tần số (MF + HF) đem lại kết quả tối ưu nhất ............................................................5 Hình 1-6: So sánh dòng từ tính bằng cách mô phỏng. ...............................................6 Hình 1-7: Phân bố nhiệt độ với cuộn dây 2D (a) và cuộn dây 3D (b) .......................7 Hình 1-8: Các sản phẩm nhựa có thành mỏng. ..........................................................8 Hình 1-9: Sản phẩm bị khuyết tật (không điền đầy đầy đủ). .....................................9 Hình 2-1: Khuôn âm và khuôn dương ở trạng thái đóng. ........................................12 Hình 2-2: Kết cấu chung của 1 bộ khuôn.................................................................13 Hình 2-3: Cấu tạo khuôn 2 tấm. ...............................................................................15 Hình 2-4: Khuôn 3 tấm 2 lòng khuôn. .....................................................................16 Hình 2-5: Hình thực tế bộ khuôn nhiều tầng (hình a)và hệ thống bơm nhựa + hệ thống gia nhiệt (hình b) .............................................................................................18 Hình 2-6: Quá trình phun ép nhựa. ..........................................................................19 Hình 2-7: Hệ thống gia nhiệt cho khuôn bằng hơi nước (Steam heating) ...............20 Hình 2-8: Hệ thống gia nhiệt cho khuôn bằng tia hồng ngoại (infrared heating system) ......................................................................................................................21 Hình 2-9: Phương pháp gia nhiệt bằng điện trở. ......................................................22 Hình 2-10: Phương pháp gia nhiệt bằng cảm ứng từ. ..............................................23 Hình 2-11: Quy trình gia nhiệt bằng khí nóng cho khuôn phun ép nhựa. ...............24 Hình 2-12: Nguyên lý hoạt động của phương pháp gia nhiệt bằng cảm ứng từ ......26 Hình 2-13: Dòng điện cảm ứng trong phương pháp gia nhiệt bằng cảm ứng từ. ....26 Hình 3-1: Khởi động COMSOL ..............................................................................31 Hình 3-2: Chọn phương pháp mô phỏng. ................................................................32 Hình 3-3: Chọn lại đơn vị mm. ................................................................................33 Hình 3-4: Đưa chi tiết 3D vào COMSOL. ...............................................................34 Hình 3-5: Xác định môi trường xung quanh chi tiết. ...............................................34 Hình 3-6: Mô hình lưới. ...........................................................................................36 Hình 3-7: Kết quả mô phỏng. ...................................................................................37 Hình 3-8: Mô hình thí nghiệm. ................................................................................38 Hình 3-9: Máy gia nhiệt bằng cảm ứng từ. ..............................................................40 x
` Hình 3-10: Kích thước của tấm khuôn thí nghiệm. .................................................42 Hình 3-11: Hệ thống cấp năng lượng. ......................................................................43 Hình 3-12: Giao diện phần mềm SmartView Fluke. ...............................................44 Hình 3-13: Camera nhiệt. .........................................................................................45 Hình 4-1: Mô hình thí nghiệm ảnh hưởng t đến phân bố nhiệt độ. .........................48 Hình 4-2: Kết quả mô phỏng và biểu đồ nhiệt độ tại mặt cắt B-B trường hợp t=0.5 mm, W=50 mm, L=100 mm. ....................................................................................49 Hình 4-3: Kết quả mô phỏng và biểu đồ nhiệt độ tại mặt cắt B-B trường hợp t=1.0 mm, W=50 mm, L=100 mm. ....................................................................................49 Hình 4-4: Kết quả mô phỏng và biểu đồ nhiệt độ tại mặt cắt B-B trường hợp t=1.5 mm, W=50 mm, L=100 mm. ....................................................................................50 Hình 4-5: Kết quả mô phỏng và biểu đồ nhiệt độ tại mặt cắt B-B trường hợp t=2.0 mm, W=50 mm, L=100 mm. ....................................................................................50 Hình 4-6: Biểu đồ tổng hợp kết quả phân tích nhiệt độ trường hợp W=50 mm, L=100 mm, thay đổi chiều dày t=0.5; t=1.0; t;=1.5; t=2.0 mm. ...............................51 Hình 4-7: Kết quả mô phỏng và biểu đồ nhiệt độ tại mặt cắt dọc theo chiều dài chi tiết trường hợp t=1.0 mm, W=25 mm, L=100 mm. ..................................................53 Hình 4-8: Kết quả mô phỏng và biểu đồ nhiệt độ tại mặt cắt dọc theo chiều dài chi tiết trường hợp t=1.0 mm, W=50 mm, L=100 mm. ..................................................53 Hình 4-9: Kết quả mô phỏng và biểu đồ nhiệt độ tại mặt cắt dọc theo chiều dài chi tiết trường hợp t=1.0 mm, W=75 mm, L=100 mm. ..................................................54 Hình 4-10: Kết quả mô phỏng và biểu đồ nhiệt độ tại mặt cắt dọc theo chiều dài chi tiết trường hợp t=1.0 mm, W=100 mm, L=100 mm. ................................................54 Hình 4-11: Biểu đồ tổng hợp kết quả phân tích nhiệt độ trường hợp t=1.0 mm, L=100 mm, thay đổi chiều rộng W=25; W =50; W =75; W =100 mm. ...................55 Hình 4-12: Kết quả mô phỏng và biểu đồ nhiệt độ tại mặt cắt dọc theo chiều dài chi tiết trường hợp t=1.0 mm, W=50 mm, L=50 mm. ....................................................57 Hình 4-13: Kết quả mô phỏng và biểu đồ nhiệt độ tại mặt cắt dọc theo chiều dài chi tiết trường hợp t=1.0 mm, W=50 mm, L=100 mm. ..................................................57 Hình 4-14: Kết quả mô phỏng và biểu đồ nhiệt độ tại mặt cắt dọc theo chiều dài chi tiết trường hợp t=1.0 mm, W=50 mm, L=150 mm. ..................................................58 Hình 4-15: Kết quả mô phỏng và biểu đồ nhiệt độ tại mặt cắt dọc theo chiều dài chi tiết trường hợp t=1.0 mm, W=50 mm, L=200 mm. ..................................................58 Hình 4-16: Biểu đồ tổng hợp kết quả phân tích nhiệt độ trường hợp t=1.0 mm, B=50 mm, thay đổi chiều dài L=50; L=100; L=150; L=200 mm.............................59 Hình 4-17: Kết quả mô phỏng trường hợp t=1.0 mm, W=50 mm, L=100 mm, heat flux= 100C. ................................................................................................................60 xi
` Hình 4-18: Kết quả mô phỏng trường hợp t=1.0 mm, W=50 mm, L=100 mm, heat flux= 200C. ................................................................................................................61 Hình 4-19: Kết quả mô phỏng trường hợp t=1.0 mm, W=50 mm, L=100 mm, heat flux= 300C. ................................................................................................................61 Hình 4-20: Kết quả mô phỏng trường hợp t=1.0 mm, W=50 mm, L=100 mm, heat flux= 500C. ................................................................................................................62 Hình 4-21: Kết quả mô phỏng trường hợp t=1.0 mm, W=50 mm, L=100 mm, heat flux= 700C. ................................................................................................................62 Hình 4-22: Biểu đồ tổng hợp kết quả phân tích nhiệt độ trường hợp t=1.0 mm, B=50 mm, L=100, thay đổi heat flux= 100C; 200C; 300C; 500C; 700C. ...................63 Hình 4-23: Biểu đồ so sánh kết quả gia nhiệt giữ mô phỏng và thực nghiệm t=1.0 mm, B=50 mm, L=100mm. ......................................................................................64 Hình 4-24: Biểu đồ so sánh kết quả gia nhiệt giữ mô phỏng và thực nghiệm t=1.5 mm, B=50 mm, L=100mm. ......................................................................................65 Hình 4-25: Biểu đồ so sánh kết quả gia nhiệt giữ mô phỏng và thực nghiệm t=2.0 mm. ............................................................................................................................66 Hình 4-26: Bộ khuôn được lắp hoàn chỉnh. .............................................................68 Hình 4-27: Bộ khuôn đang lắp trên máy ép nhựa ở trạng thái mở khuôn. ..............69 Hình 4-28: Tấm khuôn trên. .....................................................................................69 Hình 4-29: Tấm khuôn dưới.....................................................................................70 Hình 4-30: Tấm khuôn trước. ..................................................................................70 Hình 4-31: Tấm khuôn chính. ..................................................................................71 Hình 4-32: Khối đỡ. .................................................................................................71 Hình 4-33: Tấm insert. .............................................................................................72 Hình 4-34: Hệ thống máy gia hiệt được kết nối với bộ khuôn. ...............................72 Hình 4-35: Máy ép nhựa, khuôn, kết nối với máy gia nhiệt cảm ứng từ. ................73 Hình 4-36: Độ dài sản phẩm của thí nghiệm với nhiệt độ stamp thay đổi từ 0 đến 9 giây. ...........................................................................................................................75 xii
` DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 2-1: Các chi tiết trong khuôn. .........................................................................14 Bảng 3-1: Các điều kiện biên của quá trình mô phỏng. ...........................................39 Bảng 3-2: Thông số kỹ thuật của máy gia nhiệt bằng cảm ứng từ ..........................40 Bảng 3-3: Thông số kỹ thuật của camera nhiệt. .......................................................45 Bảng 3-4: Các thông số khảo sát. .............................................................................46 Bảng 4-1: Các thông số khảo sát ảnh hưởng của t. ..................................................47 Bảng 4-2: Bảng thống kê kết quả gia nhiệt khi khảo sát ảnh hưởng của t. ..............51 Bảng 4-3: Các thông số khảo sát ảnh hưởng của W. ...............................................53 Bảng 4-4: Bảng thống kê kết quả gia nhiệt khi khảo sát ảnh hưởng của W. ...........55 Bảng 4-5: Các thông số khảo sát ảnh hưởng của L..................................................57 Bảng 4-6: Bảng thống kê kết quả gia nhiệt khi khảo sát ảnh hưởng của L. ............59 Bảng 4-7: Các thông số khảo sát ảnh hưởng của heat flux. .....................................60 Bảng 4-8: Bảng thống kê kết quả gia nhiệt khi khảo sát ảnh hưởng của heat flux. .63 Bảng 4-9: So sánh giữa mô phỏng và thực nghiệm gia nhiệt tấm insert. ................74 Bảng 4-10: Kết quả thực nghiệm đo chiều dài sản phẩm với các nhiệt độ gia nhiệt khác nhau...................................................................................................................75 xiii
Chương 1 TỔNG QUAN 1.1 Tình hình nghiên cứu của đề tài trong và ngoài nước 1.1.1 Ngoài nước - “Study on Induction Heating Coil for Uniform Mold Cavity Surface Heating” (Nghiên cứu cuộn cảm ứng từ cho gia nhiệt các bề mặt có biên dạng cố định) [4]. Tác giả Yu-Ting Sung–National Cheng Kung University– Taiwan. Xuất bản năm 2013 bởi Hindawi. Hình 1-1: Vị trí giữa phôi và cuộn dây Trong bài báo này, thiết kế cuộn dây và phân bố nhiệt độ là mục tiêu chính. Có một số kỹ thuật để sửa đổi phân bố từ trường và phân bố nhiệt đồng đều dọc theo chiều dài gia nhiệt như giảm số lần quay ở tâm hoặc quay mật độ, điều chỉnh khoảng cách giữa cuộn dây và phôi gia công – biên dạng cắt ngang của cuộn dây làm việc , hoặc sử dụng nhiều lớp của cuộn dây làm việc . Cuộn coil đồng nhất không thể gia nhiệt phôi đồng nhất, do đó thiết kế cuộn phải xem xét một số điều kiện, chẳng hạn như hướng dòng, khoảng cách giữa cuộn dây và phôi gia công và các cuộn dây. 1
- “Numerical analysis and thermographic investigation of induction heating” [5]. Tác giả Matej Kranjc, University of Ljubljana. Xuất bản năm 2010 bởi Elsevier. Hình 1-2: Phôi thép hình trụ được bao quanh bởi bốn vòng cuộn dây. Quá trình nung nóng cảm ứng đã được nghiên cứu về số lượng và thực nghiệm. Các phôi thép hình trụ được gia nhiệt bằng nhiều cách khác nhau. Mô hình cad với các hiện tượng vật lý điện từ và nhiệt được kết hợp đã được giải quyết bằng phương pháp phần tử hữu hạn. Các thuộc tính vật liệu thép độc lập với nhiệt độ và phụ thuộc nhiệt độ được xem xét và tác động của chúng lên mô phỏng kết quả được đánh giá. Kết quả mô phỏng cũng được so sánh với các phép đo thực nghiệm sử dụng thuật toán xử lý ảnh nhiệt. Sự kết hợp tốt giữa chúng thu được các sản phẩm không có khuyết điểm. Với khả năng quan sát các phân bố nhiệt độ và các khuyết tật vật chất, máy ảnh chụp từ xa đã chứng minh là một công cụ đo lường không tiếp xúc hiệu quả và là lựa chọn thích hợp cho các cặp nhiệt điện. 2