CHƢƠNG 4 : MƠ PHỎNG Q TRÌNH GIA NHIỆT BẰNG CẢM ỨNG TỪ
4.2 Mơ phỏng q trình gia nhiệt ứng với các thiết kế khác nhau của cuộn dây
4.2.2 Kết quả mô phỏng
Quá trình gia nhiệt đƣợc mô phỏng bằng phần mềm COMSOL Multiphysics với các kết quả đƣợc trình bày bên dƣới. Nhiệt độ bề mặt khuôn sẽ đƣợc đo tại cuối q trình gia nhiệt. Thơng qua kết quả mơ phỏng phƣơng pháp gia nhiệt bằng dịng
30
điện tần số cao cho thấy: tốc độ gia nhiệt nhanh, phân bố nhiệt độ tốt. Nhiệt độ lên nhanh đối với các tấm khuôn mỏng, chiều dài nhỏ. Kết quả mơ phỏng nhìn chung thỏa mãn yêu cầu gia nhiệt cho khuôn phun ép nhựa. Với kết quả này sẽ đƣợc sử dụng cho q trình so sánh giữa mơ phỏng và thực nghiệm.
Kết quả mô phỏng với tấm khuôn L=100 mm, T=3 mm, chiều rộng W thay đổi: Với thời gian gia nhiệt 3 giây, tấm khn có chiều rộng nhỏ (W=20 mm) nhất thì nhiệt độ sau gia nhiệt sẽ lớn nhất. Tấm khn có chiều rộng lớn nhất (W=100mm), nhiệt độ sau gia sẽ nhỏ nhất. Nhiệt độ tăng nhanh tại vùng gần nguồn từ trƣờng (gần cuộn dây 3D). Với thời gian gia nhiệt 6 giây, kết quả thu đƣợc cũng tƣơng tự. Kết quả mô phỏng đƣợc thể hiện trong bảng và các hình ảnh thể hiện sự phân bố nhiệt độ cho các trƣờng hợp thay đổi chiều rộng tấm khn bên dƣới.
Hình 4.1 : Kích thƣớc của tấm khn L=100 mm, T=3 mm và W thay đổi.
Bảng 4.2: Kết quả mô phỏng gia nhiệt cho tấm khuôn 100x3 mm, chiều
rộng W thay đổi
Stt
Chiều rộng W (mm)
Thời gian gia
nhiệt Nhiệt độ (0C) 1 20 3 306 2 6 506 3 40 3 109 4 6 197 5 60 3 58 6 6 86 7 80 3 38 8 6 60 9 100 3 37 10 6 50
31
Hình 4.2: So sánh kết quả mô phỏng tấm khuôn 100x3xW mm
Thời gian gia nhiệt 3 giây Thời gian gia nhiệt 6 giây Hình 4.3: Phân bố nhiệt độ tấm khn 100x20x3 mm
Gia nhiệt 3 giây Gia nhiệt 6 giây Hình 4.4: Phân bố nhiệt độ tấm khn 100x40x3 mm
32
Hình 4.5: Phân bố nhiệt độ tấm khuôn 100x60x3 mm gia nhiệt 3 giây
Hình 4.6: Phân bố nhiệt độ tấm khn 100x60x3 mm gia nhiệt 6 giây
33
Hình 4.8: Phân bố nhiệt độ tấm khn 100x80x3 mm gia nhiệt 6 giây
Hình 4.9: Phân bố nhiệt độ tấm 100x100x3 mm gia nhiệt 3 giây
34
Kết quả mô phỏng với tấm khuôn 100x20xT mm, chiều dày T thay đổi
Bảng 4.3: Kết quả mô phỏng gia nhiệt tấm khuôn 100x20xT thay đổi
Stt Chiều dày T(mm) Thời gian gia nhiệt Nhiệt độ (0 C) 1 3 3 307 2 6 507 3 7 3 126 4 6 239 5 11 3 88 6 6 145 7 15 3 68 8 6 109
Hình 4.11: So sánh kết quả mô phỏng tấm khuôn 100x3xW mm
Gia nhiệt 3 giây Gia nhiệt 6 giây Hình 4.12: Phân bố nhiệt độ của tấm khuôn 100x20x3 mm
35
Gia nhiệt 3 giây Gia nhiệt 6 giây Hình 4.13: Phân bố nhiệt độ của tấm khuôn 100x20x7 mm
Gia nhiệt 3 giây Gia nhiệt 6 giây Hình 4.14: Phân bố nhiệt độ tấm khn 100x20x11 mm
Gia nhiệt 3 giây Gia nhiệt 6 giây Hình 4.15: Phân bố nhiệt độ tấm khuôn 100x20x15 mm
Kết quả mô phỏng với tấm khuôn âm 100x20x7 mm (hình 3.11), có kích thƣớc chiều rộng phần âm (W) thay đổi. Thời gian gia nhiệt 3 và 6 giây
36
Hình 4.16: Tấm khn âm W thay đổi
Bảng 4.4: Kết quả mô phỏng tấm khuôn âm W thay đổi
Stt Chiều rộng W(mm) Thời gian (giây) Nhiệt độ (0C) 1 20 3 280 2 6 548 4 40 3 364 5 6 597 7 60 3 350 8 6 604
37
Gia nhiệt 3 giây Gia nhiệt 6 giây Hình 4.18: Phân bố nhiệt độ tấm khn W=20mm
Gia nhiệt 3 giây Gia nhiệt 6 giây Hình 4.19: Phân bố nhiệt độ tấm khn W=40mm
Gia nhiệt 3 giây Gia nhiệt 6 giây Hình 4.20: Phân bố nhiệt độ của tấm khuôn W=60mm
Kết quả mô phỏng với tấm khn dƣơng 100x20x7mm (hình 4.21), có kích thƣớc chiều rộng phần dƣơng (W) thay đổi. Thời gian gia nhiệt 3; 6 giây. Kết
38
quả mô phỏng cho thấy: Nhiệt độ tăng nhanh và lớn nhất tại tại phần mỏng của tấm khuôn (phần gần thanh gá tấm khuôn). Nhiệt độ cao tập trung gần nguồn từ trƣờng (gần cuộn dây 3D).
Hình 4.21: Tấm khn dƣơng W thay đổi
Bảng 4.5: Kết quả mô phỏng với tấm khuôn dƣơng W thay đổi
Stt Chiều rộng W(mm) Thời gian (giây) Nhiệt độ (0C) 1 20 3 230 2 6 436 4 40 3 181 5 6 309 7 60 3 161 8 6 264
39
Gia nhiệt 3 giây Gia nhiệt 6 giây
Hình 4.23: Phân bố nhiệt độ của tấm khuôn dƣơng W=20 mm
Gia nhiệt 3 giây Gia nhiệt 6 giây
Hình 4.24: Phân bố nhiệt độ của tấm khn dƣơng W=40 mm.
Gia nhiệt 3 giây Gia nhiệt 6 giây
40
Kết quả mơ phỏng với tấm khn dƣơng (hình 4.26), có kích thƣớc chiều cao đáy (h) thay đổi. Thời gian gia nhiệt 3 và 6 giây. Nhiệt độ tăng nhanh ở vùng gần nguồn từ trƣờng (cuộn dây 3D) và gần vùng tiếp xúc với thanh gia nhiệt. Kết quả mô phỏng thể hiện trong bảng bên dƣới
Hình 4.26: Tấm khn dƣơng chiều cao h thay đổi
Bảng 4.6: Kết quả mô phỏng tấm khuôn dƣơng chiều cao h thay đổi.
Stt Chiều cao h (mm) Thời gian (giây) Nhiệt độ (0C) 1 20 3 152 2 6 243 4 40 3 160 5 6 288 7 60 3 165 8 6 323
41
Hình 4.27: So sánh kết quả mơ phỏng tấm khuôn dƣơng chiều cao h thay đổi
Gia nhiệt 3 giây Gia nhiệt 6 giây
Hình 4.28: Phân bố nhiệt độ của tấm khn dƣơng h=20mm.
Gia nhiệt 3 giây Gia nhiệt 6 giây
42
Gia nhiệt 3 giây Gia nhiệt 6 giây
Hình 4.30: Phân bố nhiệt độ của tấm khn có phần khn dƣơng h=60mm. Kết quả mô phỏng phân bố nhiệt độ ảnh hƣởng bởi vị trí kẹp giữ tấm hn. Kết quả mô phỏng phân bố nhiệt độ ảnh hƣởng bởi vị trí kẹp giữ tấm hn.
Mơ phỏng với tấm khn 100x40x3 mm. Vị trí giữ phơi lần lƣợt thay đổi từ phải qua trái: kẹp trên đầu, kẹp giữa tấm khuôn, kẹp cuối tấm khuôn. Thời gian gia nhiệt 3 giây. Tại cả 3 vị trí kẹp giữ phơi, nhiệt độ cao nhất lên tới hơn 3000C. Nhiệt độ lên nhanh tại vùng gần từ trƣờng.
Bảng 4.7: Kết quả mô phỏng tấm khuôn thay đổi vị trí kẹp phơi.
Stt Vị trí kẹp Thời gia (giây) Nhiệt độ (°C) 1 Đầu phôi 3 227 2 Giữa phôi 3 226 3 Cuối phôi 3 359
43
Hình 4.32: Kết quả mơ phỏng ảnh hƣởng của vị trí kẹp chặt ở giữa tấm phơi
Hình 4.33: Kết quả mơ phỏng ảnh hƣởng của vị trí kẹp chặt cuối phôi. Kết quả mô phỏng phân bố nhiệt độ ảnh hƣởng bởi cách bố trí đầu vào của
cuộn dây, nguồn cung cấp từ trƣờng (cuộn dây 3D) đƣợc đặt vng góc với thanh gá tấm khuôn. Mô phỏng đƣợc thực hiện với tấm phôi 100x40x3 mm; 100x60x3 mm. Ta thấy nhiệt độ tăng nhanh và phân bố đều ở hai biên tấm khuôn.
Bảng 4.8: Kết quả mô phỏng ảnh hƣởng của vị trí cấp nguồn cuộn dây
Stt Tấm khuôn Thời gia (giây) Nhiệt độ (°C) 1 100x40x3 3 170 2 6 228 3 100x60x3 3 123 4 6 151
44
Hình 4.34: Kết quả mơ phỏng ảnh hƣởng của vị trí cấp nguồn cho bộ gia nhiệt, tấm khn 100x40x3 mm, gia nhiệt 3 giây.
Hình 4.35: Kết quả mơ phỏng ảnh hƣởng của vị trí cấp nguồn cho bộ gia nhiệt, tấm khuôn 100x40x3 mm, gia nhiệt 6 giây.
45
Hình 4.36: Kết quả mơ phỏng ảnh hƣởng của vị trí cấp nguồn cho bộ gia nhiệt, tấm khuôn 100x60x3 mm, gia nhiệt 3 giây.
Hình 4.37: Kết quả mơ phỏng ảnh hƣởng của vị trí cấp nguồn cho bộ gia nhiệt, tấm khn 100x60x3 mm, gia nhiệt 6 giây.
46