冷却水管尺寸的确定

模具冷却系统设计与坯料尺寸的确定模具冷却系统的设计主要涉及这样几个参数的确定：冷却水管直径，彼此间距，水管与模具水平壁面以及侧壁的距离。即图(1)中的D，S1(姑且认为S1=S2)，h和t。根据已有文献1，可初定S1=h=t=D，文献中D=6mm。图(1)图(2)冷却水流速的确定：为保证冷却效果，冷却水流形式应为紊流，即应使雷诺数Re100002，又Re=Dum其中mu为截面平均水流速度，单位m/s；D为管径,单位m；为运动黏度，单位2m/s。水在10℃，15℃，20℃下的常物性参数表如下：表1温度t(℃)密度(kg/3m)比热容()/(KkgkJ)热导率()/(KmW)运动黏度(2m/s)10999.74.1910.5741.306E-0615999.04.1870.5871.156E-0620998.24.1830.5991.006E-06动力黏度sPa普朗特数Pr0.0013069.520.0011558.270.0010047.02若取冷却水温度为15℃，则=1.156E-062m/s，并为了方便估算，取D=10mm，解不等式：Dum10000，得mu1.156m/s，即对于直径为10mm的管子，内通15℃的水，则为获得温度湍流，水流速度不应低于1.156m/s。下表将列出不同管径下，为获得湍流形式的最低水流速度：表2管径(mm)681012最小紊流速度(m/s)1.9271.4451.1560.963冷却水与模具间对流换热系数的确定：利用：hDNu可确定换热系数h，其中是15℃时，水的导热率，由表1可查。对于紊流对流换热，根据Dittus-Boelter关联式：nNuPrRe023.08.03，流体被加热时n=0.4，被冷却时n=0.3，此处取0.4。因此，已知Re，Pr，D，即可求得h。Dittus-Boelter关联式的适用条件：1：10000Re1200002：0.7Pr1203：L/D60：L为水管长度4：壁温与水流温差t20℃~30℃