냉각수 유동이 층류 유동에서 난류 유동으로 변함에 따라 열전달 효과가 증가합니다.
층류 유동의 경우 레이어 간의 열전도에 따라서만 열이 전달될 수 있습니다. 하지만 난류 유동의 경우에는 반경 방향의 질량 전달에 따라 전도와 대류 둘 모두에 의해서 열이 전달될 수 있습니다. 이에 따라 효율이 크게 높아집니다.
왼쪽: 층류 유동, 오른쪽: 난류 유동
냉각수 유동이 난류가 될 경우 열전달 증가가 점차 줄어들므로 레이놀즈 수가 10,000을 초과할 때 냉각수 유량을 늘릴 필요가 없습니다. 그렇지 않을 경우 한계 수준의 미비한 열전달 개선이 펌핑 비용의 증가와 더불어 냉각관 전반의 높은 압력 강하에 의해 상쇄됩니다.
유동이 난류가 되면 냉각수 유량이 많아져 열 유량 또는 냉각 시간의 개선 효과가 점차 줄어드는 반면 압력 강하와 펌핑 비용이 크게 늘어납니다. 이 개념이 아래 나타나 있습니다.
유량
여기서 M = 최대 열 유량, C = 냉각 시간, F = 열 유량, P = 압력 강하입니다.
주: 냉각 시스템의 모든 곳에서 냉각수가 난류 유동이 되는지 확인하는 것이 중요합니다. 정체 냉각관, 바이패스 냉각관 및 일부 냉각 회로의 높은 압력 강하와 같은 문제를 식별하여 수정하는 데 Autodesk Simulation Moldflow 해석이 도움이 될 수 있습니다.
제한 유동 플러그
냉각수는 유동 저항이 최소인 경로를 택합니다. 특정 냉각관에 제한 유동 플러그를 사용하여 열 부하가 큰 다른 냉각관으로 냉각수 유동 방향을 바꾸십시오.