Les circuits de refroidissement sont généralement classés en circuits série ou parallèle. Dans ces deux types de circuits, la hausse de température finale du liquide de refroidissement est entièrement déterminée par l'énergie provenant du plastique et par le débit volumique du liquide de refroidissement.
Les facteurs les plus importants dans le maintien d'un transfert de chaleur efficace sont, par conséquent, ledébit et la conception du circuit. Le schéma suivant montre un circuit de refroidissement en série à gauche et un circuit en parallèle à droite.
Il est plus facile de contrôler la vitesse du liquide de refroidissement dans un circuit en série car le débit est le même toutes les sections. Il est donc plus facile de maintenir des conditions de débit qui fournissent un transfert de chaleur efficace.
Circuits parallèles
Les canaux de refroidissement parallèles sont forés directement d'un distributeur à un collecteur. Les caractéristiques d'écoulement de la conception parallèle font que le débit diffère dans chacun des canaux de refroidissement, selon la résistance à l'écoulement de chaque canal. Ces différents débits entraînent à leur tour un efficacité du transfert de chaleur différente pour chaque canal de refroidissement. Ainsi, le refroidissement peut ne pas être uniforme avec un circuit parallèle.
Généralement, les côtés empreinte et noyau du moule ont chacun leur propre circuit parallèle. Le nombre de canaux de refroidissement par circuit varie selon la taille et la complexité du moule.
N'utilisez un circuit parallèle que si votre modèle présente un ou plusieurs des cas suivants :
- Les pertes de charge dans un circuit en série sont trop importantes pour être réelles
- Une zone du moule ne peut être refroidie efficacement à l'aide d'un circuit en série
- Vous simulez le distributeur transportant le liquide de refroidissement vers le moule.
Lorsqu'un circuit parallèle est utilisé, chaque branche doit être capable d'extraire la charge calorifique de la zone qui l'entoure. L'écoulement du liquide de refroidissement doit être régulé en spécifiant le diamètre et la longueur de chaque branche du circuit.
Chaque branche doit présenter un écoulement turbulent pour générer un coefficient de transfert de chaleur efficace. La surface de la branche est déterminée en équilibrant sa longueur et son diamètre par rapport à la charge calorifique locale.
- Le débit de chaque branche est réduit lorsque des branches supplémentaires sont incorporées. Cela réduit l'efficacité du refroidissement sauf si le débit total augmente lui aussi.
- Chaque canal de refroidissement peut présenter un débit différent, entraînant un refroidissement non uniforme. Pour pallier ce problème, ajustez le diamètre des branches pour équilibrer l'écoulement du liquide de refroidissement.
- Si une branche est partiellement bloquée par des débris, le débit risque de chuter considérablement dans cette branche tout en augmentant légèrement dans d'autres branches. Il en résulte un refroidissement non uniforme.
Circuits en série
Les canaux de refroidissement reliés en une seule boucle, de l'entrée du liquide de refroidissement à sa sortie, sont appelés circuits en série. Il s'agit du type de canal de refroidissement le plus courant. Si les canaux de refroidissement sont de même taille, le liquide de refroidissement peut conserver un débit turbulent sur tout le circuit.
Le liquide de refroidissement continuera à collecter la chaleur dans le circuit de refroidissement, vous devez donc vous assurer que l'augmentation de la température du liquide de refroidissement de l'entrée à l'orifice de sortie est minimisée. La différence de température du liquide de refroidissement entre l'entrée et la sortie ne doit pas dépasser 5 ºC pour les moules à usage général et 3 ºC pour les moules de précision. Plusieurs circuits en série peuvent être nécessaires pour les grands moules afin d'assurer une température de liquide de refroidissement et un refroidissement uniformes.
- Si la longueur des résultats de circuits en série dans une perte de charge est trop importante pour le débit nominal disponible.
- Si les contraintes physiques dans la conception du moule impliquent que le moule ne peut pas être efficacement refroidi avec un circuit en série.