금형 냉각수 유량·레이놀즈수 계산기 (Mold Coolant Flow)
냉각 채널 지름, 회로 수, 온조기 유량, 수온과 제거할 열량을 넣으면 채널 유속과 레이놀즈수(층류·천이·난류), 입출구 온도차, 사내 기준을 맞추는 필요 유량을 계산합니다. 냉각 시간은 사출 냉각시간 계산기와 함께 쓰세요.
계산 근거
유속 v = Q/(πd²/4), 레이놀즈수 Re = ρvd/μ, 흐름 구간 2,300·4,000(유체역학 교과서 관례). 열부하 P = 샷 중량 × (cp × ΔT + 잠열) ÷ 사이클, 입출구 온도차 = P/(ṁ·cp). 물 밀도·점도·비열은 공개 물성표 두 곳을 대조한 10~90 °C 값의 선형 보간.
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자주 묻는 질문 (FAQ)
금형 냉각 채널의 레이놀즈수는 어떻게 계산하나요?
Re = ρ·v·d / μ입니다. ρ는 물 밀도, v는 채널 안 유속, d는 채널 지름, μ는 물 점도입니다. 유속은 회로당 유량을 채널 단면적(πd²/4)으로 나눠 구합니다. 지름 10 mm, 회로당 6 L/min, 수온 30 °C면 유속 1.27 m/s, Re 약 15,900입니다.층류·천이·난류 구간은 어떻게 나누나요?
원관 흐름은 유체역학 교과서 관례대로 Re 2,300 미만을 층류, 2,300~4,000을 천이, 4,000 이상을 난류로 봅니다. 층류에서는 관 벽 근처 물이 거의 섞이지 않아 열전달이 크게 떨어집니다. 그래서 금형 냉각은 보통 난류 구간에서 운전합니다.
목표 레이놀즈수와 입출구 온도차는 왜 직접 넣나요?
난류 경계(4,000)보다 얼마나 여유를 둘지, 입출구 온도차를 몇 °C 안으로 둘지는 자료와 회사마다 다릅니다. 공개 자료 두 곳에서 같은 값을 확인하지 못해 고정값으로 넣지 않았습니다. 화면의 10,000·3 °C는 예시이니 자사 금형 기준이나 온조기 제조사 자료 값을 넣으세요.
수온이 바뀌면 왜 결과가 달라지나요?
물 점도는 온도에 따라 크게 변합니다. 10 °C에서 약 1.31 mPa·s, 30 °C에서 0.80, 60 °C에서 0.47입니다. 같은 유량이라도 차가운 물은 Re가 낮게 나옵니다. 이 도구는 공개 물성표 두 곳(Engineering ToolBox, Wikipedia 물 데이터 페이지)을 대조한 10~90 °C 값을 선형 보간해 씁니다.
제거할 열량은 어떻게 정하나요?
수지로 계산할 때는
샷 중량 × (수지 비열 × (용융 온도 − 취출 온도) + 결정화 잠열)입니다. 비열·잠열은 수지 제조사 물성표 값을 넣으세요. 이 값을 사이클 시간으로 나누면 평균 열부하(kW)가 됩니다. 해석 결과나 실측 열량이 있으면 직접 입력을 고르면 됩니다.필요 유량은 두 가지가 나오는데 무엇을 따르나요?
온도차 기준 유량은
열부하 ÷ (밀도 × 비열 × 목표 온도차)이고, Re 기준 유량은 Re × μ × π × d ÷ (4ρ)에 회로 수를 곱한 값입니다. 두 조건을 모두 맞추려면 큰 쪽을 따릅니다. 작은 금형은 대개 Re 기준이, 열량이 큰 금형은 온도차 기준이 더 큽니다.채널 지름을 줄이면 왜 레이놀즈수가 올라가나요?
유량이 같을 때 Re는 지름에 반비례합니다(
Re = 4ρQ / (π·d·μ)). 지름을 10 mm에서 8 mm로 줄이면 Re가 25% 올라갑니다. 대신 압력 손실이 크게 늘어 온조기 펌프가 유량을 못 낼 수 있습니다. 이 도구는 압력 손실을 계산하지 않으니 펌프 성능 곡선과 함께 확인하세요.냉각 시간과 사이클은 어디서 계산하나요?
냉각 시간은 사출 냉각시간·사이클타임 계산기에서, 형체력은 사출 형체력 계산기에서 구하세요. 이 도구는 그 사이클 동안 냉각수가 열을 충분히 가져가는지 확인합니다. 설계 참고용 계산입니다. 최종 선정은 제조사 자료와 담당 기술자 검토를 거치세요.
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