第十一章 温度调节系统
温度调节系统设计
温度调节系统设计温度调节系统设计设计一个温度调节系统需要从以下几个步骤考虑：1. 确定系统需求：首先需要确定系统的需求，例如需要控制的温度范围、精度要求以及系统的稳定性等。
这些需求将直接影响后续的设计。
2. 选择传感器：选择能够准确测量温度的传感器。
常见的温度传感器包括热电偶、热敏电阻和红外传感器等。
根据系统需求选择适合的传感器，并确保其精度和响应时间符合需求。
3. 选择执行器：选择能够根据测量到的温度值来调节温度的执行器。
常见的执行器有加热器和冷却器等。
根据系统需求选择适合的执行器，并确保其能够快速响应和稳定控制温度。
4. 设计控制算法：设计一个合适的控制算法来根据传感器测量到的温度值来控制执行器。
常见的控制算法包括比例控制、积分控制和微分控制等。
根据系统需求选择合适的控制算法，并结合传感器和执行器的响应特性进行调优。
5. 实现控制系统：根据设计的控制算法和选定的传感器和执行器，实现一个可控制温度的系统。
这包括硬件的选型和搭建，以及软件的编程和调试等。
6. 系统测试和调试：测试和调试控制系统，确保其能够准确、稳定地控制温度。
这包括验证系统的测量、控制和执行的精度和稳定性，并进行必要的调整和优化。
7. 系统优化和改进：根据实际应用的反馈和需求，对系统进行优化和改进。
这包括进一步提高系统的精度和稳定性，以及增加功能和性能等。
综上所述，设计一个温度调节系统需要考虑系统需求、选择传感器和执行器、设计控制算法、实现控制系统、系统测试和调试，以及系统优化和改进。
通过以上步骤的设计和实施，能够搭建一个能够准确、稳定地控制温度的系统。
10模具设计-第十章--温度调节系统PPT课件
10 . 1 模具温度及塑料成型温度关系
2）对于粘度高、流动性差的塑料，例如聚碳酸酯、聚砜、 聚甲醛、聚苯醚和氟塑料等，为了提高充型性能，考虑到 成型工艺要求较高的模具温度，必须设置加热装置对模具 进行加热。
3）一般需要用常温水或冷水对模具冷却，而对于高粘流温度 和高熔点的塑料，可用温水进行模温控制。
在模具中设置温度调节系统的目的：
就是要通过控制模具温度，使模塑成型具有良好的产品质
量和较高的生产率。
模具温度的调节是指对模具进行冷却或加热，必要时两者
兼有，从而达到控制模温的目的。
4
10 . 1 模具温度及塑料成型温度关系
注射入模具中的热塑性熔融树脂，必须在模具内冷却固化才 能成为塑件，所以模具温度必须低于模具内熔融树脂的温度， 即达到θg(玻璃化温度)以下的某一温度范围，由于树脂本身 的性能特点不同，不同的塑料要求有不同的模具温度。
3
第十章 温度调节系统
模具温度及其调节的重要性
2．模具温度对成型周期的影响
缩短模塑成型周期就是提高模塑效率。
缩短成型周期关键在于缩短冷却硬化时间，而缩短冷却时 问，可通过调节塑料和模具的温差，在保证制件质量和成 型工艺顺利进行的前提下，降低模具温度有利于缩短冷却 时间，提高生产效率。 缩短成型周期→缩短冷却硬化时间→调节塑料和模具的温差→保证 质量前提下降低模具温度→缩短冷却时间，提高生产效率
4）对于模温要求在90℃以上的，必须对模具加热。 对于流程长、壁厚较小的塑件，或者粘流温度(或熔点)虽 不高但成型面积很大的塑件，为了保证塑料熔体在充模过 程中不至温降太大而影响充型，可设置加热装置对模具进 行预热。 对于小型薄壁塑件，且成型工艺要求模温不太高时，可以 不设置冷却装置而靠自然冷却。
温度调节生理学
温度调节生理学温度是人类生活中不可或缺的因素之一，它对我们的生理状况有着深远的影响。
温度调节生理学研究了人体对外界温度变化的适应和调节机制。
本文将通过探讨人体温度调节的原理、反应和影响来展示温度调节生理学的重要性。
一、温度调节的原理人体温度调节是通过神经系统和内分泌系统的相互作用来实现的。
人体温度调节的原理主要包括温度感受器、温度调节中枢和温度调节效应器。
1. 温度感受器温度感受器分布在人体的皮肤和内脏器官中。
它们能够感知到周围环境的温度变化，并将这些信息传递给温度调节中枢。
2. 温度调节中枢温度调节中枢位于大脑的下丘脑部分，包括下视丘和下旁核。
当温度感受器接收到温度信号后，会将信号传递给温度调节中枢。
温度调节中枢会根据接收到的信号来判断体温的升高或降低，并采取相应的调节措施。
3. 温度调节效应器温度调节效应器是指通过神经和体液等途径，调整体温以应对温度变化的器官和组织。
例如，当体温升高时，温度调节效应器会通过调节血管张力和汗腺分泌等方式来降低体温。
二、温度调节的反应人体对温度变化会产生一系列的生理反应，以维持体内稳定的温度。
1. 平热带当人们身处在温度适宜的环境中时，人体处于平热带状态。
此时，温度调节中枢会采取一系列措施来维持体温的恒定，如促进热量的散发和吸收，以保持体温在正常范围内。
2. 寒冷环境在寒冷的环境中，人体会出现寒战、毛细血管收缩和皮肤苍白等反应，以减少热量的散发，并保持体内温度的恒定。
此外，人体还会通过增加代谢率和产热来提高体温。
3. 高温环境当人们身处高温环境中时，人体会出现汗腺分泌大量汗液，加快热量的散发。
此外，血液中的渗透物质浓度上升，刺激温度调节中枢，使其通过调节血管张力和心率来降低体温。
三、温度调节的影响温度调节生理学研究的结果对人类的健康和生活有着重要的影响。
1. 健康影响温度调节异常会对人体健康产生负面影响。
例如，体温过高会导致中暑和热射病等疾病；而体温过低则会引发低体温症和凍瘡等健康问题。
温度控制系统ppt课件
研究意义 研究背景 研究内容 研究方法 硬件电路 软件设计 小插 曲 结论
➢研究意义
温度是生活及生产中最基本的物理量，它表征的 是物体的冷热程度。自然界中任何物理、化学过程 都紧密的与温度相联系。在很多生产过程中，温度 的测量和控制都直接和安全生产、提高生产效率、 保证产品质量、节约能源等重大技术指标相联系。 因此，温度的测量与控制在国民经济各个领域中均 受到了相当程度的重视。
➢研究背景
近年来，温度的检测在理论上发展比较成熟，但 在实际测量和控制中，如何保证快速实时地对温 度进行采样，确保数据的正确传输，并能对所测 温度场进行较精确的控制，仍然是目前需要解决 的问题 。 从工业控制器的发展过程来看，温度控制技术大 致可分以下几种：定值开关温控法、PID线性温 控法、智能温控法。
➢总结
同时本设计还存在着一些不足，例如：系统的硬件设计 方面有待完善，可以增加各种保护功能和故障检测功能。 还有可以用12864显示温度曲线，或者用电脑和单片机 描出图形，使得PID参数更好的调节。 通过本次毕业设计我感受很深，从中学到了很多东西。 通过本次实践，不但培养了我们独立思考问题的能力， 同时也增强了我的动手能力，为以后步入工作岗位奠定 了基础。
➢小插曲
1.困惑与PID三个参数的调节，本来我是想从纯理 论的方面去思索这个问题的后面与老师交谈了下 才知道PID的参数调节是与实际环境相关的。 2.鬼影，LCD1602出现鬼影。本来我并不知道这 个是鬼影，在网上搜索也就不知道检索什么关键 词。后面请教了公司的一个毕业不久的学长得知 是鬼影，解决方法是在VDD端和地之间串联个 10K的电位器，发现鬼影可调。
➢小插曲
5.矩阵键盘这块焊接的时候倒是发了我不少时间， 以前都是看着的以为自己会。这次我真正的感受到 动手和不动手的区别。矩阵键盘的程序也让我纠结 了点时间。这里有个思维过程。首先我确定了我的 这个电路是有按键按下是高电平的IO口会被拉低， 比如说11110000会变成1011000，让P0口和 00001111继续位或运算在按位取反，就可以得到是 第二列有按键按下，在赋值00001111就可以等到行 就能确定是哪个按键按下。这里要理清硬件电路的 关系才能编程。
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2016年10月27日
⑸、冷却孔出入口温差尽量小。如书上图11.4
⑹、冷却孔应沿着熟料收缩方向设置。如书上图11.5
⑺、冷却通道不应通过镶块和镶块接缝处，以防止漏 水
§ 11.3、模具冷却装置的设计 第 十一章 温度调节系统
面无光泽；热固性塑料则固化不足，性能
严重下降。 模温过高 易造成溢料粘模，塑件脱模困难，变
形大；热固性塑料则过熟。
第 十一章 温度调节系统
11.1.2、模具温度及塑料成型温度
2016年10月27日
模温不均
型芯型腔温差过大，塑件收缩不均、内
应力增大、塑件变形、尺寸不稳定。
第 十一章 温度调节系统
§11.2 、冷却回路尺寸的确定
η—加热元件的效率 t---加热时间
P—加热模具所要的总功率，kw m—模具的质量，kg
Cp—模具材料的定压比热容，kJ/（kg*K）
θ1、θ2----模具初始温度与模具要求加热后的温度，
第§ 十一章 温度调节系统 11.4、模具加热系统设计
§11.4.2.模具加热装置的要求与计算 3.电阻加热的计算 已知：压缩模总重量：m=200Kg 度T2=155℃ 室温T1=20℃ 。
§11.4.2.模具加热装置的要求与计算
2016年10月27日
2、模具加热装置的计算
⑴、经验计算法 电热棒规格参数参考表11.6
P gM
或
P 0.24M T2 T1
其中： g—单位模具重量所需的电功率W/kg。查表11.5 T2-T1—模具加热前后的温度差。℃ M—模具重量。Kg
P—加热模具所要的加热模具所要的电功率,W
聚异丁烯
PIB
尼龙6/6
70-120
0.5-2.5
聚甲基戊烯
PMP
尼龙6/6-GR
70-120
0.5-1.5
第 十一章 温度调节系统 塑脂成型加工温度、模具温度及收缩率
材料 标称 PVCsoft PVCrigid PVDF 加工温 度 [℃] 软质聚氯乙烯 硬质聚氯乙烯 聚氟亚乙烯 170200 180210 250270 320360 模具温度 [℃] 15-50 30-50 90-100 收缩率 [％] >0.5 0.5 3.0-6.0 尼龙11 尼龙12 聚醚矾 PA 11 PA 12 PSO 材料 标称 加工温 度 [℃] 210250 210250 310390 模具温 度 [℃] 40-80 40-80 100160 [％] 0.5-1.5 0.5-1.5 0.7
第 十一章 温度调节系统
2016年10月27日
梅须逊雪三分白, 雪却输梅一段香。
——罗梅坡
第 十一章 温度调节系统
目的与要求： 1.要求掌握加热与冷却装置设计计算 2.掌握设计原则
2016年10月27日
重点和难点：
理论与实际相结合
第 十一章 温度调节系统
§11.1 、模具温度及塑料成型温度
§11.1.1、模具加热与冷却的目的
θw—冷却水平均温度℃
第 十一章 温度调节系统
§11.2 、冷却回路尺寸的确定
冷却水表面传热系数α(w/(m2.k))的计算
0.8
d 1.2
2016年10月27日
λ—热导率（J/(cm2.s.℃)） （w/(cm2.℃)）
ν—冷却水流速m/s
ρ—冷却水在该温度下的密度
d—冷却水孔直径m
模塑周期主要取决于冷却定型时间（约占
80%），通过降低模温来缩短冷却时间，是提高 生产效率的关键。 11.1.2、模具温度与塑料成型温度的关系
如表所示
第§ 十一章 温度调节系统 11.1 、模具温度及塑料成型温度
11.1.2、模具温度及塑料成型温度
2016年10月27日
模温过低
塑料流动性差，塑件轮廓不清晰，表
2016年10月27日
丙烯腈-丁二烯-苯乙烯
丙烯腈-苯乙烯-丙烯酸 低密度聚乙烯 高密度聚乙烯 聚丙烯 聚本烯-GR
ABS
ASA LDPE HDPE PP PPGR
50-90
40-90 50-70 30-70 50-75 50-80
0.4-0.7
0.4-0.6 1.5-5.0 1.5-3.0 1.0-2.5 0.5-1.2
2016年10月27日
模具成型温
经验计算法
第§ 十一章 温度调节系统 11.4、模具加热系统设计
§11.4.2.模具加热装置的要求与计算
2016年10月27日
3.电阻加热的计算 原题
查表11.5取：g=30(中型模具)，m=200Kg ， 成型温度T2=155℃ 室温T1=20℃ 。 按经验计算法
2016年10月27日
收缩率
聚四氟乙烯
氟化乙烯基丙烯共聚 物 聚甲基丙烯酸甲脂 聚甲醛 聚苯醚 聚苯醚-GR 醋酸纤维素
PTFE
200-230
3.5-6.0
聚硫化亚苯
PPS
370
195230 60-80 70-80 60-80 40-60 ca.70
>150
0.2
FEP 210240 200210 250300 280300 180320 180230
qv—冷却水体积流量，m3/min
M—单位时间内射入模具内的塑指质量，kg/h
q—单位时间内塑脂质在模具内释放的热量，J/h
§ 11.3、模具冷却装置的设计 第 十一章 温度调节系统
§11.3.1.冷却水回路布置 1.冷却通道设计原则 ⑴、冷却水孔相对位置尺寸 d=(8～12)mm L1=(1～2)d L≥10mm L2=(3～5)d
热塑性聚亚胺脂
PUR
20-40 170190 150165 160180 150170 160170
0.9
PMMA POM PPO PPOGR CA
50-70 >90 80-100 80-100 50-80
0.1-0.8 1.9-2.3 0.5-0.7 <0.7 0.5
苯酚甲醛树脂GP 三聚氰胺甲醛GP 三聚氰胺酚甲醛 聚脂树脂 环氧树脂
1.加热
2016年10月27日
※热固性塑料需要较高的模具温度促使交
联反应进行。 ※某些热塑性塑料也需维持80度以上的模 温，如聚甲醛、聚苯醚等。 ※大型模具要预热。 ※热流道模具的广泛使用。
第 十一章 温度调节系统
§11.1 、模具温度及塑料成型温度
§11.1.1、模具加热与冷却的目的
2.冷却
2016年10月27日
第§ 十一章 温度调节系统 11.4、模具加热系统设计
§11.4.2.模具加热装置的要求与计算
2016年10月27日
一、对模具电加热的要求 ⑴、电阻加热元件功率大小适中。
过小……；过大……加热后效问题。
⑵、合理布置加热元件，均匀温度。
⑶ 、保持稳定温度。如采用双联加热器？
第§ 十一章 温度调节系统 11.4、模具加热系统设计
冷却介质：水、压缩空气、冷冻水、油
2016年10月27日
冷却回路的尺寸确定
冷却通道设计原则
冷却装置的形式
第 十一章 温度调节系统
§11.2 、冷却回路尺寸的确定
1、冷却回路所需总表面积
A 3600 m w Mq
A—冷却回路总表面积m2
2016年10月27日
M—单位时间注入模具树脂质量kg/h q—单位质量树脂在模具内释放热量 J/kg （如书上表11.3） α—冷却水表面传热系数w/(m2.k) θm—模具成型表面温度℃
kg/m2
Φ—与冷却水温有关物理系数
（如书上表11.4）
第 十一章 温度调节系统
§11.2 、冷却回路尺寸的确定
2、冷却回路的总长度
2016年10月27日
L—冷却回路的总长度，m
A L d
A—冷却回路总表面积，m2 d—冷却水孔直径，m
冷却水孔直径的确定：水孔直径不能大于14mm， 水孔直径取8～10mm，塑件平均壁厚2～ 4mm，水孔直
径取10～12mm
否则水流状态难以成为湍流(紊流)，塑件平均壁厚2mm，
第§ 十一章 温度调节系统 11.2 、冷却回路尺寸的确定
3、冷却水体积
2016年10月27日
流量的计算
qv 60c 1 2 Mq
c—冷却水比热，m ρ—冷却水密度，m2 θ1—冷却出口处温度，℃ θ2—冷却入口处温度，℃
第§ 十一章 温度调节系统 11.4、模具加热系统设计
§11.4.2.模具加热装置的要求与计算
2016年10月27日
2、模具加热装置的计算
⑴、经验计算法
§11.4.2. 模具加热装置的要求与计算 第 十一章 温度调节系统 2、模具加热装置的计算 ⑵、理论计算法
2016年10月27日
P mCp 2 1 /t
§11.4.1.模具加热方式
2016年10月27日
模具加热方式：热水、热油、水蒸汽、煤气、
天然气、电加热等 电加热有电阻加热、工频加热，电阻加热为常用 方式
第 十一章 温度调节系统
§11.4、模具加热系统设计
§11.4.1.模具加热方式 1、常用电阻加热方式 ⑴、电热丝直接加热
2016年10月27日
PF MF MPF UP EP
1.2 1.2-2 0.8-1.8 0.5-0.8 0.2
醋酸-丁酸纤维素
CAB
50-80
0.5
第 十一章 温度调节系统 浇口处加强冷却
2016年10月27日
冷却水孔离表面距离相近。
⑵、模具结构允许，冷却孔尽