Grundläggande principer för design av kylkanaler
1. Enhetlig kylningsprincip
Kylkanaler bör säkerställa enhetlig temperaturfördelning i hela formen, undvika lokal överhettning eller underkylning. Ojämn kylning kan leda till ojämn inre spänningsfördelning i produkten, vilket orsakar skevhet, deformation eller minskad transparens. Designen bör ta hänsyn till skillnaderna i väggtjocklek mellan olika delar av förformen och uppnå balanserad kylning genom att justera kylkanalernas densitet och position.
2. Hög-princip för värmeväxling
Cooling channels should be as close as possible to the cavity surface to improve heat exchange efficiency. Studies show that the distance between the cooling channel and the cavity surface is generally controlled within the range of 1.5-2 times the channel diameter. Simultaneously, the turbulent flow state of the cooling medium within the channel (Reynolds number Re>4000) bör bibehållas för att förbättra värmeväxlingen.
3. Tryckbalansprincip
Flödesmotståndet för varje gren av kylsystemet bör balanseras för att säkerställa jämn fördelning av kylmediet till varje kanal. Designen bör undvika strukturer som orsakar tryckförluster, såsom skarpa böjar eller abrupta förändringar i tvärsnittet; parallella slingkonstruktioner kan användas vid behov.
Metoder för optimering av kylkanalstruktur
1. Konform kylkanaldesign
Traditionella raka-linjeborrade kylkanaler är svåra att anpassa till komplexa förformsformer. Konform kylteknik kan användas. Genom 3D-utskrift eller speciella bearbetningstekniker fördelas kylkanaler längs kavitetens kontur, vilket avsevärt förkortar värmeledningsvägen. Konform kylning kan förbättra kylningseffektiviteten med mer än 30 % och minska kyltiden med 20 %-40 %.
2. Kylsystem i lager
Skiktad kyldesign är implementerad för områden med olika väggtjocklekar. Formen är uppdelad i flera temperaturkontrollzoner, var och en med en oberoende kylslinga. Exakt temperaturkontroll uppnås genom att justera flödet för varje slinga. Till exempel är flaskhalsområdet vanligtvis tjockare och kräver starkare kylkapacitet.
3. Spiral kylkanal
Användning av en spiralkylkanaldesign i kärnformområdet kan förbättra turbulenseffekten hos kylmediet och förbättra värmeöverföringskoefficienten. Spiralvinkeln styrs vanligtvis mellan 15 grader och 30 grader, och stigningen är 1,5-2 gånger kanaldiametern. Denna design är särskilt lämplig för kylning av kärnformar med stora längd-till-diameter.
4. Jet-kylstruktur
En kylstruktur av jet-typ installeras i viktiga värme-koncentrerade områden (som botten av förformen), som direkt påverkar området med hög- temperatur genom att spruta kylmedium med hög hastighet. Jetmunstyckets diameter är typiskt 2-3 mm, och spruthastigheten regleras till 5-8 m/s, vilket avsevärt kan minska den lokala temperaturen.
