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      扁絲熱對流牽伸的特點

      2022-09-29

      塑編產業使用的拉絲機組,在扁絲拉伸時,一般有兩種加熱裝置,一是熱烘板加熱,二是熱風箱加熱。關于熱烘板加熱,在“扁絲加熱牽伸裝置系列談”的利弊,前文中已經探討過。熱風箱加熱牽伸也有其利弊,本人發表一點不成熟的看法供討論。
            
      扁絲熱風箱拉伸采用熱對流方式,和扁絲熱烘板熱傳導拉伸相比,具有以下特點:
            1
      、扁絲整體受熱速度快于烘板速度
            
      扁絲整體受熱速度快于烘板速度,這是扁絲熱風箱拉伸的主要特點。原因之一是扁絲在熱風箱中是四面受熱,而在烘板上是單面受熱;原因之二是扁絲在熱風箱中被熱空氣四面包圍,受熱均勻穩定,而在烘板上是與板面接觸,受板面平整度和粉塵等影響,接觸不一定密切、均勻,傳熱速度受到影響;原因之三是扁絲在熱風箱中受熱溫度高于在烘板上的受熱溫度,溫度差大,扁絲受熱速度快。
            2
      、空氣給熱溫度高于烘板加熱溫度
            
      空氣給熱溫度高于烘板加熱溫度,這是扁絲熱風箱拉伸的又一特點。塑編業界都知道:一般情況下,烘板拉伸烘板的溫度要給定到120~130℃,扁絲得到的溫度約110℃并開始被拉伸;而熱風箱拉伸,熱風的溫度要給定到140~170℃,扁絲才能得到同樣的110℃并開始拉伸。如果烘板拉伸烘板的溫度要給定到150℃左右,傳導后扁絲熱所得到的溫度可能要到140℃,這時扁絲“過熱”拉伸,強度很低;而熱風箱拉伸,熱風的溫度要給定到120~130℃,扁絲才能得到70~80℃的溫度,這時扁絲“冷拉伸”,會出現大面積斷絲,即使能拉絲,也會出現“竹節絲”等弊端。
            
      空氣給熱溫度高于烘板加熱溫度,這是由于熱對流和熱傳導兩種截然不同的給熱方式所固有的特性。對扁絲拉伸來說,有其利也有其弊。
            3
      、受空氣流動速的度和方向影響
            
      扁絲受熱速度受熱空氣流動速度和方向的影響。熱空氣流動的速度越快,扁絲受熱速度越快。特別是熱空氣自然流動時,扁絲受熱速度較慢,而強制湍流流動時,扁絲受熱速度明顯加快,但是流動速度加快到一定程度后扁絲受熱速度加快不明顯。為此,對扁絲進行熱空氣加熱都采取熱風機強制循環的湍流方式,并使空氣控制到一定的流速。
            
      對于扁絲拉伸來講,需要空氣流動方向和扁絲運動方向相同,這是由于扁絲進入熱風箱后即得到較高溫度,受熱溫度高到一定程度便開始拉伸并出現“細頸”,扁絲開始拉伸后為放熱反應,原則上講不再需要加熱。隨著熱空氣與扁絲交換熱量,熱空氣的溫度逐漸降低,也符合扁絲牽伸開后不再需要熱量的工藝要求。反之,即逆向對流,可能出現扁絲在熱風箱出口處被拉伸或多點牽伸弊端(下節論述)。
            
      而熱烘板拉伸是熱傳導給熱,不存在流體流給熱速度問題,給熱是垂直方向。
            4
      、對扁絲產生持續高溫受熱問題
            
      熱風箱拉伸會對扁絲產生持續受熱問題,分析如下:
            
      熱烘板拉伸,扁絲過了牽伸點,其速度提高了5~6倍(即拉伸倍數),由于板面粗糙和粉塵等影響,扁絲持續受熱時間短,而且牽伸點后的一段烘板控制溫度低于牽伸部位溫度,即使持續受熱其溫度也不會長時間接近牽伸溫度。
            
      對于熱風箱拉伸,扁絲過了牽伸點,其速度盡管提高了5~6倍(即拉伸倍數),由于熱風的溫度較高,扁絲持續受熱接近牽伸溫度一直到從熱風箱出來為止。
            
      這一特點對扁絲拉伸來說,有其利也有其弊,弊大于利。
            5
      、調控扁絲受熱溫度因素多于烘板
            
      熱風箱拉伸扁絲,對扁絲受熱影響因素較多,諸如:扁絲線速度快,得到的溫度低,生產中要提高熱風溫度;扁絲線密度越大,因扁絲內部要有一個熱傳導過程,受熱速度越慢,產生中要提高熱風溫度;熱風流動速度越慢,扁絲得到給定的溫度越慢,生產中要提高熱風溫度或熱風速度,以免牽伸點在風箱中滯后;熱風的流動方向也對扁絲受熱有影響;還有熱風箱的流道設計等對扁絲的受熱影響問題。
            
      熱烘板拉伸,對于扁絲給熱影響因素較少,主要是烘板溫度,次要是扁絲線速度過快,牽伸點略有后移。
            6
      、扁絲可能多點牽伸
            
      由于扁絲在熱風箱中對流受熱的過程復雜和影響因素較多,扁絲可能在熱風箱中產生多點牽伸,這對扁絲拉伸有害而無利。

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