ในกระบวนการผลิตพลาสติกแบบรีดขึ้นรูป ประสิทธิภาพการระบายความร้อนส่งผลโดยตรงต่อความเร็วในการผลิตและคุณภาพของผลิตภัณฑ์ มีวิธีการระบายความร้อนหลายวิธีสำหรับผลิตภัณฑ์ที่รีดขึ้นรูป รวมถึงการระบายความร้อนด้วยแก๊ส การระบายความร้อนด้วยของเหลว และการระบายความร้อนแบบสัมผัสด้วยพื้นผิวที่ดูดซับความร้อน เช่น ลูกกลิ้งทำความเย็นหรือแม่พิมพ์ปรับขนาด ในขณะที่ท่อ โปรไฟล์ และปลอกสายเคเบิลมักใช้การระบายความร้อนด้วยน้ำ ฟิล์มเป่าลมมักใช้การระบายความร้อนด้วยอากาศบางส่วนหรือทั้งหมด บทเรียนจากแม่พิมพ์ฉีดและกระบวนการอื่นๆ สามารถเพิ่มประสิทธิภาพการระบายความร้อนในการรีดขึ้นรูปได้อย่างมาก โดยเฉพาะอย่างยิ่งการสร้างการไหลแบบปั่นป่วนที่พื้นผิวผลิตภัณฑ์มีความสำคัญอย่างยิ่ง
เมื่อสารหล่อเย็น (น้ำหรือแก๊ส) ไหลด้วยความเร็วต่ำ จะเกิดการไหลแบบราบ (laminar flow) ในสภาวะนี้ อัตราการถ่ายเทความร้อนจะสัมพันธ์โดยตรงกับพื้นที่ผิวและผลต่างอุณหภูมิ ในขณะที่สัมพันธ์ผกผันกับระยะห่างจากพื้นผิว สิ่งนี้สร้างความแตกต่างของอุณหภูมิที่อุณหภูมิของสารหล่อเย็นจะลดลงเรื่อยๆ เมื่อห่างจากพื้นผิวผลิตภัณฑ์ที่รีดขึ้นรูป
ชั้นขอบเขต (boundary layer) ซึ่งเป็นสารหล่อเย็นที่อยู่ติดกับวัสดุที่รีดขึ้นรูปโดยตรง จะประสบกับความเร็วการไหลที่ลดลงและอุณหภูมิที่สูงขึ้นเนื่องจากแรงเสียดทานที่พื้นผิว ปรากฏการณ์นี้ลดความแตกต่างของอุณหภูมิระหว่างผลิตภัณฑ์และสารหล่อเย็น ส่งผลให้อัตราการถ่ายเทความร้อนโดยรวมลดลง ในทางตรงกันข้าม การเพิ่มความเร็วของสารหล่อเย็นจะสร้างการไหลแบบปั่นป่วนที่:
ดังนั้น ความเร็วของสารหล่อเย็นที่พื้นผิวการรีดขึ้นรูปมักมีความสำคัญต่อประสิทธิภาพการถ่ายเทความร้อนมากกว่าอุณหภูมิสัมบูรณ์ของสารหล่อเย็น การไหลแบบปั่นป่วนช่วยเพิ่มสัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อนแบบพาความร้อน ปรับปรุงการถ่ายเทมวลและการผสม และลดแรงต้าน ซึ่งทั้งหมดนี้เป็นปัจจัยที่ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการระบายความร้อนโดยรวม
เลขเรย์โนลด์ส (Re) เป็นพารามิเตอร์ที่แน่นอนสำหรับการกำหนดสภาวะการไหลของของเหลว:
ประเภทของสภาวะการไหลแบ่งได้ดังนี้:
ความสัมพันธ์ระหว่างเลขเรย์โนลด์สและเลข นัสเซิลต์ (Nusselt number) ซึ่งเป็นพารามิเตอร์ไร้มิติที่เปรียบเทียบการถ่ายเทความร้อนแบบพาความร้อนกับการถ่ายเทความร้อนแบบนำ แสดงให้เห็นว่าการเพิ่ม Re จาก 1000 เป็น 3000 สามารถเพิ่มสัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อนแบบพาความร้อนได้มากกว่าสองเท่า การบรรลุการถ่ายเทความร้อนที่เท่าเทียมกันโดยการลดอุณหภูมิเพียงอย่างเดียวจะต้องลดอุณหภูมิของสารหล่อเย็นลงในระดับที่ไม่สามารถปฏิบัติได้
การสร้างการไหลแบบปั่นป่วนที่มีประสิทธิภาพต้องใช้วิธีการที่ปรับให้เหมาะสมตามกระบวนการรีดขึ้นรูปเฉพาะ โดยมีเป้าหมายสากลคือการเพิ่มการถ่ายเทความร้อนผ่านการไหลแบบปั่นป่วนที่พื้นผิวแลกเปลี่ยนความร้อน การใช้งานทั่วไป ได้แก่:
สำหรับการระบายความร้อนของแม่พิมพ์ การคำนวณเลขเรย์โนลด์สจะนำทางการกำหนดขนาดช่องและข้อกำหนดความเร็วการไหลเพื่อให้แน่ใจว่ามีการไหลแบบปั่นป่วน ในถังระบายความร้อนขนาดใหญ่ที่การไหลแบบปั่นป่วนเต็มรูปแบบไม่สามารถทำได้ เครื่องกำเนิดการไหลแบบปั่นป่วนเฉพาะจุด เช่น หัวฉีด เครื่องเป่าฟอง หรือแผ่นกั้น สามารถรบกวนชั้นขอบเขตในบริเวณที่สำคัญได้
แม้จะมีอุณหภูมิสารหล่อเย็นส่วนกลางต่ำ แต่ชั้นขอบเขตที่มองไม่เห็นและผลต่างอุณหภูมิที่ล้อมรอบผลิตภัณฑ์ที่รีดขึ้นรูปสามารถจำกัดการถ่ายเทความร้อนได้ การปรับสภาวะชั้นขอบเขตให้เหมาะสมผ่านการเพิ่มความเร็วการไหลหรือการรบกวนทางกล (ผ่านหัวฉีดหรือการเป่าฟอง) ช่วยเพิ่มอัตราการระบายความร้อนได้อย่างมาก ซึ่งจะช่วยเพิ่มทั้งประสิทธิภาพการผลิตและคุณภาพของผลิตภัณฑ์
การออกแบบระบบระบายความร้อนที่มีประสิทธิภาพต้องพิจารณาปัจจัยหลายประการอย่างรอบคอบ:
เทคโนโลยีที่เกิดขึ้นใหม่กำลังเปลี่ยนแปลงขีดความสามารถในการระบายความร้อนในการรีดขึ้นรูป:
ในขณะที่เทคโนโลยีการรีดขึ้นรูปยังคงพัฒนาอย่างต่อเนื่อง นวัตกรรมระบบระบายความร้อนยังคงเป็นหัวใจสำคัญในการบรรลุความเร็วในการผลิตที่สูงขึ้น คุณภาพผลิตภัณฑ์ที่ดีขึ้น และประสิทธิภาพการใช้พลังงานที่มากขึ้นในการดำเนินงานการผลิต
