일반적으로 냉각 회로는 직렬 또는 병렬 회로로 분류됩니다. 두 유형의 회로에서 출구에서의 냉각수의 온도 상승 정도는 수지에서 오는 에너지와 냉각수의 유량에 따라 전적으로 결정됩니다.
따라서 효과적인 열전달을 유지하는 데 가장 중요한 요소는 유량과 회로 설계입니다. 다음 다이어그램에는 직렬 회로가 왼쪽에, 병렬 회로가 오른쪽에 나타나 있습니다.
각 섹션의 유량이 동일한 직렬 회로에서 냉각수 속도를 제어하는 것이 더 쉽습니다. 따라서 효과적인 열전달이 이루어지는 유량 조건을 보다 손쉽게 유지할 수 있습니다.
병렬 회로
병렬 냉각관은 서플라이 매니폴드에서 컬렉션 매니폴드까지 직선으로 드릴링됩니다. 병렬 회로의 유동 특성으로 인해 각 냉각관 방향의 유량이 각 개별 냉각관의 유동 저항에 따라 다를 수 있습니다. 이처럼 유량이 변함에 따라 각 냉각관의 열전달 효율이 달라집니다. 그 결과로, 병렬 회로에서는 냉각이 균등하지 않을 수 있습니다.
전형적으로 금형의 캐비티 및 코어측마다 고유한 병렬 회로가 있습니다. 회로당 냉각관 수는 금형의 크기와 복잡성에 따라 다릅니다.
모델이 다음 상황 가운데 하나 이상에 놓여 있을 때만 병렬 회로를 사용하십시오.
- 직렬 회로의 압력 강하가 너무 높아 비현실적일 경우.
- 직렬 회로로 금형 영역을 효과적으로 냉각할 수 없는 경우.
- 금형으로 냉각수를 전달하는 매니폴드를 시뮬레이션하고 있는 경우.
병렬 회로를 사용할 경우 각 분기마다 주변 영역으로부터 열 부하를 추출할 수 있어야 합니다. 회로 내에 있는 각 분기의 지름과 길이를 지정하여 냉각수 유동을 조절해야 합니다.
각 분기마다 난류 유동이 일어나 효과적인 열전달 계수를 제공해야 합니다. 분기 표면적은 길이 및 지름과 지역적 열 부하 간의 균형을 조정하여 결정합니다.
- 각 분기의 유량이 분기가 추가될 때 줄어듭니다. 이에 따라 총 유량이 증가하지 않는다면 냉각 효율이 감소합니다.
- 각 냉각관의 유량이 달라 불균등 냉각이 될 수 있습니다. 냉각수 유동이 균형을 이루도록 분기 지름을 조절하여 이 단점을 최소화할 수 있습니다.
- 분기 하나가 부스러기로 일부 막힐 경우 이 분기의 유량이 크게 감소하는 반면 다른 분기에서는 약간 증가할 수 있습니다. 이로 인해 불균등 냉각이 일어나게 됩니다.
직렬 회로
냉각수 입구와 출구 사이에 단일 루프 형태로 연결된 냉각관을 직렬 회로라고 합니다. 이는 가장 흔한 냉각관 유형입니다. 냉각관 크기가 균등할 경우 냉각수가 회로 전체에 걸쳐 난류성 유량을 유지할 수 있습니다.
냉각수가 냉각 회로를 따라 계속해서 열을 모으므로 입구와 출구 간의 냉각수 온도 상승을 최소화해야 합니다. 입구와 출구 간의 냉각수 온도 차이가 일반 금형의 경우 5°C 이내가 되고 정밀 금형의 경우에는 3°C 이내가 되어야 합니다. 대형 금형의 경우 냉각수 온도를 균등하게 하여 균등 냉각하는 데 2개 이상의 직렬 회로가 필요할 수 있습니다.
- 직렬 회로의 길이로 인해 사용 가능한 펌프 용량에 비해 압력 강하가 너무 높아집니다.
- 금형 설계의 물리적 구속조건으로 인해 직렬 회로를 사용하여 금형을 효과적으로 냉각할 수 없습니다.