Transfert de chaleur dû à l'écoulement du liquide de refroidissement

L'effet du transfert de chaleur augmente à mesure que le liquide de refroidissement passe de l'écoulement laminaire à l'écoulement turbulent.

Lors d'un écoulement laminaire, la chaleur est uniquement transférée par conduction, d'une couche à l'autre. En revanche, lors d'un écoulement turbulent, le transfert de masse dans la direction radiale permet le transfert de chaleur par conduction et par convection à la fois. Il en résulte une efficacité considérablement améliorée.

Gauche : écoulement laminaire, Droite : écoulement turbulent

Comme l'augmentation du transfert de chaleur diminue à mesure que l'écoulement du liquide de refroidissement devient turbulent, il n'est pas nécessaire d'augmenter le débit du liquide de refroidissement lorsque le nombre de Reynolds dépasse 10 000. Sinon, l'amélioration légère du transfert de chaleur sera neutralisée par des pertes de charge importantes à travers les canaux de refroidissement, sans mentionner le coût de pompage supplémentaire.

Une fois la turbulence atteinte, un débit de liquide de refroidissement plus élevé produit un rendement décroissant de l'amélioration du flux de chaleur ou du temps de refroidissement, contre une hausse considérable des pertes de charge et des coûts de pompage. Ce concept est illustré ci-dessous.

Débit

Où m = maximum de débit, C = temps de refroidissement, F = débit de chauffage et P = chute de pression.

Remarque : il est important de veiller à ce que le liquide de refroidissement atteigne un écoulement turbulent dans l'ensemble du système de refroidissement. L'analyse Autodesk Simulation Moldflow vous aide à identifier et à corriger des problèmes tels que les canaux de refroidissement stagnants ou ignorés, ainsi que les pertes de charge élevées dans certains circuits de refroidissement.

Éléments de restriction d'écoulement

Le liquide de refroidissement suit la trajectoire qui présente la plus faible résistance à l'écoulement. Utilisez un élément de restriction d'écoulement dans certains canaux de refroidissement pour réacheminer l'écoulement du liquide de refroidissement vers d'autres canaux présentant une charge calorifique élevée.