本文重點介紹傅立葉定律(熱傳導方程式)在熱流道系統中的應用，順便也簡單介紹一下對流熱傳遞和輻射熱傳遞在熱流道系統中的應用。本文力求将晦澀難懂的熱力學理論依托本人實際工作經驗轉化為通俗易懂的文字來為大家講解。

熱流道是一個恒溫控溫的系統，控制好了各個部件的溫度也就控制了這套熱流道。絕大部份的故障都是因為熱量控制不好而導緻的或與之密切相關。比如流涎、拉絲、太陽圈、發黃、黑點、粘針，澆口發白等等。且看＂熱流道＂這個名稱，完全可以理解為：控制了熱量，控制了流動，就上道了。要控制各處的熱量必須知道熱在熱流道中是如何傳遞的。

熱的傳遞有三種方式一一一傳導，對流，幅射。

先來講對熱流道影響最大的熱傳導。加熱器通電後，熱咀和分流闆開始發燙了。加熱器産生的熱量就是通過傳導的方式來傳遞到熱咀本體上，咀頭上，分流闆上。傳導是需要介質的，在熱流道系統這個介質就是做熱咀、分流闆的鋼材，做銅套、咀芯的銅材。加熱器産生的熱量還會沿着澆口司的封膠位傳導到模仁上；沿着熱咀大頭，分流闆墊塊傳導到模闆上。法國科學家傅立葉在1822年提出了一條熱力學定律，全面闡述了哪些條件可以影響熱量的傳導。公式如下：

公式說明了以下幾點：

1.傳導出熱量的多少與傳熱距離成反比，即傳熱距離越遠傳導出的熱量越少；

2.傳導出熱量的多少與傳熱件本身材質的導熱系數成正比，即導熱系數越大傳導出的熱量越多；

3.傳導出熱量的多少與傳熱件和受熱件的接觸面積成正比，即接觸面積越大傳導出的熱量越多；

4.傳導出熱量的多少與傳熱件和受熱件間的溫度差成正比，即溫差越大傳導出的熱量越多。

　　結合上面的四個結論，在熱流道系統設計和維修中可以如下操作：

1.為提高某處溫度，可增加此處散熱部件的傳熱距離。如增加分流闆上墊塊的高度(增加了傳熱距離)可減少分流闆對模闆的熱損失從而提高墊塊處闆的溫度達到分流闆溫度更加均衡的目的。再比如下圖husky的熱咀設計，加熱器到封膠位有較遠的距離，減少了澆口區熱量的損失從而提高了澆口的溫度。

2.為提高某處溫度，可将傳熱部件的材質換為導熱系數更小的材料以減少熱損失從而達到目的。上圖中傳熱部件材質為鋼材，導熱系數為17W/m•K左右。本體材質為合金銅，導熱系數為120W/m•K左右。在實際應用中，尖點式熱咀的咀芯用鋼質如存在需較高的溫度才能射出時，将咀芯材質改為銅質将使射出溫度大幅降低也是依據這個原理。需要注意的是：銅材在高溫下的機械強度随着溫度的升高而下降，而且是不可逆的。不同成分的銅材的極限溫度是不一樣的，硬度越高其極限溫度越低，使用溫度越高導熱系數也随之升高(也有些材料使用溫度升高導熱系數會降低)。如铍銅的使用溫度不可超過300°C(如AMP83)。

兩個導熱系數不同的材料串聯或者并聯使用時，綜合的導熱系數介于兩者原來的導熱系數之間。串聯的具體應用為：分流闆上墊塊用鋼材墊塊和陶瓷(或钛合金）墊塊疊加而成。陶瓷(钛合金)不易加工，做成标準尺寸。要調整高度時去加工鋼材墊塊即可。陶瓷的導熱系數為3W/m•K左右，钛合金TiAl6V4的導熱系數為6.5W/m•K。這樣做出的墊塊整體的導熱系數低于鋼材的17W/m•K。

并聯使用的應用多見于熱咀的咀芯。比如國内一些廠家用鋼材做成咀芯内襯以抵禦磨損，外套銅質外套加強導熱。這樣的結構其綜合導熱系數高于同尺寸的鋼咀芯，低于同尺寸的銅咀芯。

3．為提高某處溫度，可降低此處傳熱件與受熱件之間的接觸面積。如下圖中澆口司的封膠位中間做了一個避空槽就是利用這個原理。

下圖中INCOE公司的咀頭也是利用了此原理。凹槽降低了壁厚，減少了傳熱面積，增加了熱阻；封膠位做避空道理也一樣。

下面再來簡單介紹一下對流熱傳遞。風扇吹來的風讓人感覺到涼爽，這個現象就是空氣發生了對流。熱流道加熱後，其周邊的空氣也被加熱了，熱空氣密度變小而上升(煙囪效應)，空下的空間由冷空氣過來補充，這樣就形成了空氣的流動，對流發生了，這是一個自由流動。如果流動方向上加入一個風扇就成了強迫流動。對流加速了熱量的消耗。具體到熱流道系統中，我們應該讓其處于一個密閉的空間中以最大限度的減少對流的發生。很多模具廠為圖加工方便和減少費用而使分流闆置于天地側完全敞開的兩個模腳之間，這樣導緻了能耗的提高和溫度的不穩定。

最後再來介紹一下輻射熱傳遞。分流闆加熱後，站在旁邊能感到熱烘烘的。這個熱量就是通過輻射的方式傳遞給人體的。輻射傳熱不需要傳遞介質，它是以電磁波的形式來進行的。黑色表面的物體輻射傳熱吸熱的能力較強，白色光亮表面的物體則較弱。這也是為什麼電視機，電腦顯示器，鋁型材散熱器通常做成黑色的原因。具體到熱流道行業，國外一些公司在分流闆上覆蓋一層光亮的鋁闆或将熱咀和分流闆鍍鎳也是出于減少熱輻射的原因。

從熱流道行業的實際情況來看，傳導和對流熱損失比較容易控制，占熱損失的比例高。

控制好了熱傳遞導緻的熱量損失除了在本文開頭介紹的作用外，還有兩個十分重要的作用：1.熱量均衡性、熱流道及模具穩定性的提高。這個是高品質連續注塑的基礎。2.節省了電費支出。一個高品質的熱流道産品應該也是一個環保節能的産品。

　　下次來分享一下我對熱流道中彈性形變和塑性形變的認識。

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