如何确定排气孔的尺寸？

一旦排气孔的数目确定下来，就可以计算出经过每一排气孔的空气流动速率。用全部空气体积除以排气孔数目来估算经过每个排气孔的气流的方法看似合理，但是不保守。原因是填充末端的精确位置是未知的，气流很可能会非均衡地偏向制品每个面4个位置中的任意一个。另一个更保守的方法是假定所有局部气流可通过每一个有效气孔排除。

例如：假定成型边框时的空气流量为125cm³/s。整个流量可看做由两股气流共同作用产生，每股气流流量为62.5cm³/s，分别流向排气孔顶部和底部。因为每一个排气孔的精确流速是未知的，所以分析时假定每一排气孔设计的体积流量为62.5cm³/s。

一般的，排气孔的长度和宽度由应用的几何结构决定。最小排气孔的厚度与气体经过排气孔的压力降有关。根据先前提到的牛顿模型把空气作为层流、黏性流动来分析可导出最小厚度。把空气流经排气孔时的模型看做可压缩的、紊流流动会更好，以下的分析极其保守。牛顿流体在矩形流道中的压力降为

排气孔厚度的最小值可以由排气孔的宽度和长度估算得到，即

式中，μ_air是空气的表观黏度；V·是空气流经排气孔的体积流量；Δp_air是空气经过排气孔时的具体压力降；其他变量是排气孔尺寸。

例：需要在低气压时排出气体，估算典型排气孔的最小厚度。

保守分析假设为：空气经过宽为10mm、长为10mm的排气孔的流量为100cm³/s。为了避免压缩气体和塑料熔体继续增压，穿过排气孔的许用压力降为一个大气压（14.7psi或0.1MPa）。室温下气体黏度为1.8×10^-5Pa·s。最小厚度为

分析表明，对于这个例子来说，排气孔厚度为0.06mm是足够的。如果排气孔更宽或更短，或者气流更小，或者许用压力降更高，那么排气孔厚度可以进一步减小。

再一次强调了先前的分析和例子是保守的，因为：

•分析可知，层流比湍流有更高的压力降，需要更厚的排气孔。

•几何构形和工艺条件应用到单独的小排气孔，该排气孔中有相对高的气流。

•假定的室温空气黏度比受到聚合物熔体加热或压缩的空气黏度要高。由于这些原因，通常排气孔的最小厚度不受设计约束。

排气孔的最大尺寸和排气孔位置处允许的最大飞边量有关。飞边在很细流道（如排气孔）中的形成是一个比较高级的研究主题，需要用小时间步长来进行瞬态模拟，分析方法一般比较复杂。仅从讨论的目的来说，可考虑采用层流及黏性流动。产生飞边时熔体的平均体积流量为(www.xing528.com)

将这个关系代入牛顿流动模型方程（8.1）并对厚度求解，得出排气孔厚度的上限值，即

式中，p_melt是排气孔入口处的熔体压力。

当熔体第一次到达排气孔时，熔体压力为零。为了进行分析，熔体压力被保守地假定为熔体压力升高速率与飞边固化时间的乘积，即

对于大多数注射成型工艺，熔体压力升高速率小于100MPa/s。在排气孔中飞边成形时间和聚合物熔体固化时间相关。

例：用方程（8.3）估算常用排气孔的最大厚度。假定排气孔的厚度为0.06mm，当飞边成形时间为0.003s时，可以用表格7.4中列出的浇口冷却时间方程来估算熔体固化的大致时间。已知这个固化时间，飞边固化时的熔体压力可达到

p_melt=100×0.003MPa=300000Pa

因为排气孔很细，存在严重的剪切变稀现象，所以假定低黏度为10Pa·s。代入这些数值，排气孔的最大厚度为

例如，如果允许飞边长度为0.2mm，则排气孔的最大厚度为0.08mm。通过比较可知，为了排除足够的气流，排气孔的最小厚度应为0.06mm。要减小飞边，就应该采用更多、更宽的排气孔来减小气流；当排除的气流足够时，可以通过减小排气孔厚度来减小飞边。

考虑到以上分析很难应用一些必要的假设，因此从各种手册上列举出几个排气孔厚度的推荐值，见表8.1。推荐值间的差异很有趣且可以解释。大部分变化是因为长期以来塑料工业的发展趋向于模具壁更薄、注射速率更快、注射压力更高。随着熔体压力的增大，排气孔最大壁厚减小。同时，原料生产商在改善结构特性的同时，也在寻求降低塑料黏度的方法。因此，随着目前推荐的排气孔越来越薄，排气孔的技术标准也随之发生变化。

表8.1 排气孔厚度推荐值 （单位：mm）