Najważniejszym elementem systemu gorącokanałowego (GK) jest dysza GK, a najtrudniejszym etapem przy kształtowaniu walorów tego urządzenia jest uzyskanie odpowiedniej termiki dyszy.

Jerzy Dziewulski

Wszystkie funkcjonujące na rynku dysze ogrzewane są grzałkami elektrycznymi. Ze względu na regulatory temperatury zgromadzone przez wtryskownie, napięcie zasilające grzałkę powinno być standardowe, jak w sieci, czyli 230 V. Grzałka zbudowana jest z cienkościennej rurki stalowej (o przekroju okrągłym lub prostokątnym), wypełnionej izolatorem (proszkiem tlenku magnezu), gdzie w osi rurki poprowadzony jest grzejny drut oporowy. Rurka ta (z wyprowadzonymi przewodami zasilającymi) jest nawinięta na korpus dyszy. Jest to rozwiązanie najprostsze i najtańsze, ale ma wadę wynikającą z istoty grzania oporowego. Strumień energii generowany przez drut oporowy jest identyczny w każdym miejscu wzdłuż jego długości, natomiast straty ciepła wzdłuż dyszy są różne. W miejscach małych strat ciepła, zwykle w środkowej części dyszy, dochodzi do silnego jej przegrzania, mimo różnych prób kształtowania geometrii grzałki (Rys.1) i profilowania jej mocy.

Rys. 1    Grzałki elektryczne ogrzewające dysze mają różne kształty

Termika dyszy będzie wtedy poprawna, gdy temperatura w kanale dyszy będzie stała, na całej jego długości. Jest to warunek bardzo trudny do spełnienia i bez uruchomienia odpowiedniego ciągu analiz i badań, niemożliwy do osiągnięcia. Dlatego proces projektowania i wdrażania produktu należy poprowadzić wielotorowo.
Bardzo ważny parametr, jakim jest stały rozkład temperatury wzdłuż kanału dyszy, jest najpierw modelowany, a następnie doświadczalnie weryfikowany.
Schemat z rysunku 2 pokazuje kolejność postępowania przy modelowaniu rozkładu temperatur w dyszy gorącokanałowej. Najpierw powstaje koncepcja geometryczna dyszy zapisana w programie CAD. Potem dysza zostaje wstawiona do uproszczonej formy wtryskowej razem z wypraską. Ta geometria jest podstawą do stworzenia siatki MES. Następnie muszą zostać nałożone warunki brzegowe i początkowe. Dla tak przygotowanego modelu obliczeniowego trzeba przeprowadzić dziesiątki analiz zmieniając założenia.

cały artykuł dostępny jest w wydaniu 4 (115) kwiecień 2017