因冷卻劑流而導致的熱傳導

熱傳導的效果會隨層流到紊流的冷卻劑流變更而增強。

對於層流而言,可以僅藉由層與層之間的熱傳導來傳輸熱量。但是在紊流中,徑向方向的質量傳遞可使熱量透過傳導與對流來進行傳輸。因此,效率會顯著增加。



左圖:層流,右圖:紊流

由於在冷卻劑流變為紊流的情況下,熱傳導的增強效果將會減弱,因此如果雷諾數超過 10,000,便不必提高冷卻劑流速。否則,整個冷卻通道的較高壓降會抵銷熱傳導的輕微改進,並會產生更多的抽吸消耗。

冷卻劑流變為紊流之後,較高的冷卻劑流速會使提高的熱流速與冷卻時間再降回來,而壓降與抽吸消耗會顯著增加。此概念如下圖所示。



流速

其中 M = 最大熱流率;C = 冷卻時間;F = 熱流速; P = 壓降。

註: 確保冷卻劑在冷卻系統的每一處都實現紊流很重要。Autodesk Simulation Moldflow 分析可以協助您識別並修正問題,例如冷卻通道淤塞、冷卻通道分流以及某些冷卻迴路中出現較高壓降。

限流塞

冷卻劑將流入阻力最低的流徑。在某些冷卻通道中使用限流塞,可將冷卻劑流重新導向至其他具有較高熱負載的冷卻通道。