Transferência de calor devido ao fluxo do fluído de refrigeração

O efeito de transferência de calor aumenta quando o fluxo do fluído de refrigeração muda de laminar para turbulento.

No fluxo laminar, o calor pode ser transferido apenas através da condução de calor de camada para camada. No entanto, no fluxo turbulento a transferência da massa na direção radial permite que o calor seja transferido tanto por condução como por convecção. Como resultado, a eficácia aumenta dramaticamente.

Esquerda: Fluxo laminar, Direita: Fluxo turbulento

Já que o aumento da transferência de calor irá diminuir à medida que o caudal do fluido de refrigeração se torna turbulento, não é necessário aumentar o caudal do fluido de refrigeração se o número de Reynolds exceder os 10 000. Caso contrário, o melhoramento pequeno e marginal da transferência de calor será deslocado pela queda de pressão mais elevada através dos canais de arrefecimento, juntamente com uma maior necessidade de bombagem.

Uma vez que o fluxo se torne turbulento, um maior caudal de refrigeração provoca uma diminuição na melhoria do caudal de calor ou do tempo de arrefecimento, enquanto que a queda de pressão e o esforço de bombagens são drasticamente aumentados. Este conceito é ilustrado em baixo.

Caudal

Sendo M = caudal máximo de calor, C = tempo de arrefecimento, F = caudal de calor e P = queda de pressão.

Nota: É importante certificar-se de que o fluído de refrigeração alcança o fluxo turbulento em toda a parte no sistema de arrefecimento. As análises do Autodesk Simulation Moldflow pode ajudá-lo a identificar e corrigir problemas como canais de arrefecimento estagnados, canais de arrefecimento ignorados, e altas quedas de pressão em alguns circuitos de arrefecimento.

Bloqueios restritivos do fluxo

O fluído de refrigeração fluirá pelo caminho de menor resistência. Utilize um bloqueio restritivo do fluxo em certos canais de arrefecimento para redirecionar o fluxo do fluído de refrigeração para outros canais de arrefecimento com uma alta carga de calor.