Мощность нагревателя определяется по уравнению:

Nнагр = Nц+ Nпот+ Nохл - Nмех, где

Nц - мощность для нагревания полимера в цилиндре, Вт; Nпот - тепловые потери с поверхности цилиндра, Вт; Nохл - мощность на нагрев охлаждающей воды в червяке и в цилиндре, Вт; Nмех - тепловыделение за счет механической работы червяка, Вт.

Nмех = 3,2*10-4 Q Cn (T2-T1) = 3,2*10-4 18,9*7,1* (260-220) = 0,00045 Вт,

где

Q - пластикационная производительность ТПА, кг/ч;

Cn - удельная теплоемкость полимера, кДж/кг 0С;

T1, T2 - температура полимера в зоне загрузки и в зоне дозирования соответственно, 0С [17,24,25].

Nц = Q Cn (T2-T1) 1/3600 = 135*7,1* (260-220) *1/3600 = 10,65 Вт, где

Q - пластикационная производительность ТПА, кг/ч; [26].

Nпот = F = (9,74+0,07*25) 25*0,0145 = 4,165 Вт, где

F - площадь наружной поверхности цилиндра, м2;

- разность температур наружной поверхности теплоизоляции цилиндра и окружающего воздуха, К [24].

- коэффициент теплоотдачи конвекцией и лучеиспусканием, Вт/м2К, = 9,74+0,07.

Nохл = = 0,0694*4180* (20-15) = 1,45 кВт, где

расход охлаждающей воды;

теплоемкость воды, кДж/кг 0С;

разность температур между конечной и начальной температурой охлаждающей воды, К [20].

Nнагр = 10,65+1,45+4,165-0,00045 = 1464,8 Вт =1,5 кВт.

Расчетная мощность нагревателя не должна превышать фактической, принятой для машины:

NфактNрасч

10,3кВт 1,5кВт.

Удельный расход тепла в ТПА:

10,3/18,9 = 0,5 кВт ч/кг продукта.