रेडिएटर शीतलक प्रणाली

किनभने आन्तरिक दहन इन्जिनको थर्मल दक्षता आन्तरिक तापक्रमको साथ बढ्छ, शीतलकलाई यसको उम्लने बिन्दु बढाउन वायुमण्डलीय दबाव भन्दा बढी राखिन्छ। एक क्यालिब्रेट प्रेसर-रिलीफ भल्भ सामान्यतया रेडिएटरको फिल क्यापमा समावेश गरिन्छ। यो दबाव मोडेलहरू बीच भिन्न हुन्छ, तर सामान्यतया 4 देखि 30 psi (30 देखि 200 kPa) को दायरा हुन्छ।

तापक्रम बढ्दै जाँदा शीतलक प्रणालीको दबाब बढ्दै जाँदा, यो बिन्दुमा पुग्छ जहाँ दबाव राहत भल्भले थप दबाबलाई बाहिर निस्कन अनुमति दिन्छ। यो रोकिनेछ जब प्रणालीको तापक्रम बढ्दै जान्छ। ओभर भरिएको रेडिएटर (वा हेडर ट्याङ्की) को अवस्थामा थोरै तरल पदार्थ बाहिर निस्कन अनुमति दिएर दबाब निकालिन्छ। यो केवल जमीनमा निकास हुन सक्छ वा वायुमण्डलीय चापमा रहन्छ भेन्टेड कन्टेनरमा संकलन गर्न सकिन्छ। जब इन्जिन बन्द हुन्छ, शीतलन प्रणाली चिसो हुन्छ र तरल स्तर घट्छ। कतिपय अवस्थामा जहाँ बोतलमा थप तरल पदार्थ सङ्कलन गरिएको छ, यसलाई मुख्य शीतलक सर्किटमा 'चस्नु' हुन सक्छ। अन्य अवस्थामा, यो छैन।

दोस्रो विश्वयुद्ध अघि, इन्जिन कूलेंट सामान्यतया सादा पानी थियो। एन्टीफ्रिज मात्र चिसो नियन्त्रण गर्न प्रयोग गरिएको थियो, र यो प्रायः चिसो मौसममा मात्र गरिन्छ। यदि इन्जिनको ब्लकमा सादा पानी जम्मा गर्न छोडियो भने पानी जमेको रूपमा विस्तार हुन सक्छ। यस प्रभावले बरफको विस्तारको कारणले गम्भीर आन्तरिक इन्जिनलाई क्षति पुर्याउन सक्छ।

उच्च-सम्पादन गर्ने विमान इन्जिनहरूमा विकास गर्न उच्च उम्लने बिन्दुहरू भएका सुधारिएको कूलेन्टहरू आवश्यक पर्दछ, जसले ग्लाइकोल वा पानी-ग्लाइकोल मिश्रणहरू अपनाउने गर्दछ। यसले तिनीहरूको एन्टीफ्रिज गुणहरूको लागि ग्लाइकोलहरू अपनायो।

एल्युमिनियम वा मिश्रित-धातु इन्जिनको विकास पछि, जंग अवरोध एन्टीफ्रिज भन्दा पनि महत्त्वपूर्ण भएको छ, र सबै क्षेत्र र मौसमहरूमा।

एक ओभरफ्लो ट्याङ्की जो सुख्खा चल्छ कूलेंट वाष्पीकरण हुन सक्छ, जसले इन्जिनको स्थानीय वा सामान्य ओभरहेटिंग हुन सक्छ। यदि सवारी साधनलाई तापक्रममा चल्न दिइयो भने गम्भीर क्षति हुन सक्छ। फ्लो हेड ग्यास्केटहरू, र वार्पेड वा फुटेका सिलिन्डर हेडहरू वा सिलिन्डर ब्लकहरू जस्ता विफलताहरू परिणाम हुन सक्छन्। कहिलेकाहीँ त्यहाँ कुनै चेतावनी हुनेछैन, किनभने तापक्रम सेन्सर जसले तापक्रम गेज (यान्त्रिक वा बिजुली) को लागि डेटा प्रदान गर्दछ, पानीको वाष्पमा परेको छ, तरल शीतलक होइन, हानिकारक रूपमा गलत पठन प्रदान गर्दछ।

तातो रेडिएटर खोल्दा प्रणालीको दबाब घट्छ, जसले गर्दा खतरनाक रूपमा तातो तरल पदार्थ र वाफ निस्कन सक्छ। तसर्थ, रेडिएटर टोपीहरूमा प्राय: एउटा संयन्त्र हुन्छ जसले क्याप पूर्ण रूपमा खोल्न अघि आन्तरिक दबाबलाई कम गर्ने प्रयास गर्दछ।

अटोमोबाइल वाटर रेडिएटरको आविष्कार कार्ल बेन्जलाई दिइएको छ। विल्हेम मेब्याकले मर्सिडीज ३५ एचपीका लागि पहिलो हनीकोम्ब रेडिएटर डिजाइन गरेका थिए

मूल रेडिएटरको आकार बढाउन नसकिने बेलामा शीतलन क्षमता बढाउनको लागि सेकेन्ड, वा सहायक, रेडिएटरसँग सुसज्जित हुनु आवश्यक हुन्छ। दोस्रो रेडिएटर सर्किटमा मुख्य रेडिएटरसँग श्रृंखलामा प्लम्ब गरिएको छ। यो मामला थियो जब Audi 100 लाई पहिलो पटक 200 बनाउन टर्बोचार्ज गरिएको थियो। यी इन्टरकुलर संग भ्रमित हुनु हुँदैन।

केही इन्जिनहरूमा तेल कूलर हुन्छ, इन्जिनको तेललाई चिसो पार्न एउटा छुट्टै सानो रेडिएटर हुन्छ। स्वचालित प्रसारण भएका कारहरूमा प्राय: रेडिएटरमा अतिरिक्त जडानहरू हुन्छन्, जसले ट्रान्समिशन फ्लुइडलाई यसको तापलाई रेडिएटरमा रहेको कूलेन्टमा स्थानान्तरण गर्न अनुमति दिन्छ। यी या त तेल-एयर रेडिएटरहरू हुन सक्छन्, मुख्य रेडिएटरको सानो संस्करणको रूपमा। अझ सरल रूपमा तिनीहरू तेल-पानी कूलरहरू हुन सक्छन्, जहाँ पानीको रेडिएटर भित्र तेलको पाइप घुसाइएको हुन्छ। यद्यपि पानी परिवेशको हावा भन्दा तातो छ, यसको उच्च थर्मल चालकताले कम जटिल र यसरी सस्तो र अधिक भरपर्दो [उद्धरण आवश्यक] तेल कूलरबाट तुलनात्मक कूलिंग (सीमा भित्र) प्रदान गर्दछ। कम सामान्य रूपमा, पावर स्टीयरिङ फ्लुइड, ब्रेक फ्लुइड, र अन्य हाइड्रोलिक फ्लुइडहरूलाई गाडीमा सहायक रेडिएटरद्वारा चिसो गर्न सकिन्छ।

टर्बो चार्ज गरिएको वा सुपरचार्ज गरिएको इन्जिनहरूमा इन्टरकूलर हुन सक्छ, जुन हावा-देखि-हावा वा एयर-टु-वाटर रेडिएटर हो जुन आगमन हावा चार्जलाई चिसो पार्न प्रयोग गरिन्छ - इन्जिनलाई चिसो पार्न होइन।

तरल चिसो पिस्टन इन्जिन भएका विमानहरू (सामान्यतया रेडियलको सट्टा इनलाइन इन्जिनहरू) लाई पनि रेडिएटरहरू चाहिन्छ। कारको तुलनामा एयरस्पीड बढी भएको हुनाले, यी उडानमा कुशलतापूर्वक चिसो हुन्छन्, र त्यसैले ठूला क्षेत्र वा कूलिङ फ्यानहरूको आवश्यकता पर्दैन। धेरै उच्च प्रदर्शन विमान तर जमिन मा सुस्त जब चरम overheating समस्या ग्रस्त - एक Spitfire को लागि मात्र सात मिनेट। [6] यो आजका फॉर्मुला १ का कारहरू जस्तै हो, जब इन्जिनहरू चलिरहेको ग्रिडमा रोकिन्छन्, उनीहरूलाई अत्यधिक तताउनबाट रोक्नको लागि उनीहरूको रेडिएटर पोडहरूमा जबरजस्ती डक्ट गरिएको हावा चाहिन्छ।

कूलिङ सिस्टमको डिजाइन सहित विमानको डिजाइनमा ड्र्याग घटाउनु प्रमुख लक्ष्य हो। एक प्रारम्भिक प्रविधि एक सतह माउन्ट रेडिएटर द्वारा मधुकोम्ब कोर (धेरै सतहहरु, सतह देखि भोल्युम को उच्च अनुपात संग) प्रतिस्थापन गर्न विमान को प्रचुर मात्रामा वायु प्रवाह को फाइदा उठाउन को लागी थियो। यसले फ्युसेलेज वा पखेटाको छालामा मिसाइएको एकल सतह प्रयोग गर्दछ, यस सतहको पछाडि पाइपहरू मार्फत शीतलक प्रवाह गर्दछ। यस्ता डिजाइनहरू प्रायः प्रथम विश्वयुद्धका विमानहरूमा देखिएका थिए।

तिनीहरू एयरस्पीडमा धेरै निर्भर भएकाले, सतहको रेडिएटरहरू जमिनमा दौडँदा बढी तताउने सम्भावना हुन्छ। सुपरमरिन S.6B जस्ता रेसिङ विमान, यसको फ्लोट्सको माथिल्लो सतहहरूमा निर्मित रेडिएटरहरू सहितको रेसिङ सीप्लेन, तिनीहरूको प्रदर्शनको मुख्य सीमाको रूपमा "तापमान गेजमा उडाइएको" भनी वर्णन गरिएको छ। [7]

माल्कम क्याम्पबेलको 1928 को ब्लू बर्ड जस्ता केही उच्च-गति रेसिङ कारहरूले सतह रेडिएटरहरू पनि प्रयोग गरेका छन्।

यो सामान्यतया अधिकांश शीतलन प्रणालीहरूको एक सीमा हो कि शीतलक तरल पदार्थलाई उमाल्न अनुमति दिँदैन, किनकि प्रवाहमा ग्यास ह्यान्डल गर्न आवश्यकले डिजाइनलाई धेरै जटिल बनाउँछ। पानी चिसो प्रणालीको लागि, यसको मतलब यो हो कि तातो स्थानान्तरणको अधिकतम मात्रा पानीको विशिष्ट ताप क्षमता र परिवेश र 100 डिग्री सेल्सियस बीचको तापमानमा भिन्नताले सीमित हुन्छ। यसले जाडोमा वा उच्च उचाइमा जहाँ तापक्रम कम हुन्छ, बढी प्रभावकारी शीतलता प्रदान गर्दछ।

अर्को प्रभाव जुन विशेष गरी विमान कूलिङमा महत्त्वपूर्ण छ कि विशिष्ट ताप क्षमता परिवर्तन र उम्लने बिन्दु दबाब संग कम हुन्छ, र यो दबाब तापमान मा गिरावट भन्दा उचाई संग अधिक छिटो परिवर्तन हुन्छ। यसरी, सामान्यतया, तरल शीतलन प्रणालीहरूले विमान चढ्ने क्रममा क्षमता गुमाउँछन्। यो 1930 को दशकमा प्रदर्शन मा एक प्रमुख सीमा थियो जब टर्बोसुपरचार्जर को परिचयले पहिलो पटक 15,000 फीट भन्दा माथिको उचाइमा सुविधाजनक यात्रा गर्न अनुमति दियो, र शीतलन डिजाइन अनुसन्धान को एक प्रमुख क्षेत्र बन्यो।

यस समस्याको सबैभन्दा स्पष्ट, र सामान्य समाधान भनेको सम्पूर्ण शीतलन प्रणालीलाई दबाबमा चलाउनु थियो। यसले विशिष्ट ताप क्षमतालाई स्थिर मानमा राख्यो, जबकि बाहिरको हावाको तापक्रम घट्दै गयो। त्यस्ता प्रणालीहरूले यसरी आरोहण गर्दा चिसो क्षमतामा सुधार ल्याए। धेरै जसो प्रयोगहरूको लागि, यसले उच्च-प्रदर्शन पिस्टन इन्जिनहरू चिसो गर्ने समस्या समाधान गर्‍यो, र दोस्रो विश्वयुद्ध अवधिका लगभग सबै तरल-कुल्ड एयरक्राफ्ट इन्जिनहरूले यो समाधान प्रयोग गर्‍यो।

यद्यपि, दबाबयुक्त प्रणालीहरू पनि जटिल थिए, र क्षतिको लागि धेरै संवेदनशील थिए - किनकि कूलिंग फ्लुइड दबाबमा थियो, एकल राइफल-क्यालिबर बुलेट प्वाल जस्तै शीतलन प्रणालीमा सानो क्षतिले पनि तरल पदार्थलाई द्रुत रूपमा बाहिर निस्कन सक्छ। प्वाल। शीतलन प्रणालीको विफलता, इन्जिन विफलताको प्रमुख कारण थियो।

स्टीम ह्यान्डल गर्न सक्ने एयरक्राफ्ट रेडिएटर निर्माण गर्न गाह्रो भएतापनि यो असम्भव भने छैन। मुख्य आवश्यकता भनेको एक प्रणाली प्रदान गर्नु हो जसले वाफलाई पम्पहरूमा फिर्ता पास गर्नु अघि र कूलिंग लूप पूरा गर्नु अघि यसलाई तरल पदार्थमा संकुचित गर्दछ। यस्तो प्रणालीले वाष्पीकरणको विशिष्ट तापको फाइदा लिन सक्छ, जुन पानीको अवस्थामा तरल रूपमा विशेष ताप क्षमताको पाँच गुणा हुन्छ। भापलाई अतितप्त बन्न अनुमति दिएर थप लाभहरू हुन सक्छ। बाष्पीकरण कूलर भनेर चिनिने यस्ता प्रणालीहरू १९३० को दशकमा निकै अनुसन्धानको विषय बनेका थिए।

20 डिग्री सेल्सियसको परिवेश हावाको तापक्रममा काम गर्ने दुईवटा शीतलन प्रणालीहरू विचार गर्नुहोस् जुन अन्यथा समान छन्। सबै तरल डिजाइनले ३० डिग्री सेल्सियस र ९० डिग्री सेल्सियसको बीचमा काम गर्न सक्छ, तापक्रममा ६० डिग्री सेल्सियसको भिन्नता प्रदान गर्दछ। बाष्पीकरण गर्ने शीतलन प्रणाली 80 डिग्री सेल्सियस र 110 डिग्री सेल्सियस बीचमा काम गर्न सक्छ। पहिलो नजरमा यो धेरै कम तापमान भिन्नता देखिन्छ, तर यो विश्लेषणले 500 °C को बराबर, वाष्प उत्पादनको समयमा भिजाइएको तातो ऊर्जाको ठूलो मात्रालाई बेवास्ता गर्दछ। प्रभावमा, बाष्पीकरण संस्करण 80 °C र 560 °C को बीचमा काम गरिरहेको छ, एक 480 °C प्रभावकारी तापमान भिन्नता। यस्तो प्रणाली धेरै सानो मात्रामा पानी संग पनि प्रभावकारी हुन सक्छ।

बाष्पीकरणीय शीतलन प्रणालीको नकारात्मक पक्ष भनेको उबलने बिन्दुको तल वाफलाई चिसो पार्न आवश्यक कन्डेनसरहरूको क्षेत्र हो। बाफ पानी भन्दा धेरै कम घना भएकोले, बाफलाई फिर्ता चिसो पार्न पर्याप्त वायुप्रवाह प्रदान गर्न समान रूपमा ठूलो सतह क्षेत्र आवश्यक छ। 1933 को रोल्स-रोयस गोशाक डिजाइनमा परम्परागत रेडिएटर-जस्तो कन्डेन्सरहरू प्रयोग गरियो र यो डिजाइन ड्र्यागको लागि गम्भीर समस्या साबित भयो। जर्मनीमा, गुन्टर भाइहरूले वायुयानका पखेटा, फ्युसेलेज र रडरमा फैलिएको बाष्पीकरणीय शीतलन र सतह रेडिएटरहरू संयोजन गर्ने वैकल्पिक डिजाइन विकास गरे। धेरै विमानहरू तिनीहरूको डिजाइन प्रयोग गरेर निर्माण गरियो र धेरै प्रदर्शन रेकर्डहरू सेट गरियो, विशेष गरी हेन्केल हे 119 र हेन्केल हे 100। यद्यपि, यी प्रणालीहरूलाई स्प्रेड-आउट रेडिएटरहरूबाट तरल पदार्थ फिर्ता गर्न धेरै पम्पहरू चाहिन्छ र राम्रोसँग चलिरहन अत्यन्तै गाह्रो साबित भयो। , र युद्धको क्षतिको लागि धेरै संवेदनशील थिए। यस प्रणालीको विकास गर्ने प्रयासहरू सामान्यतया 1940 सम्म त्यागिएको थियो। वाष्पीकरणीय शीतलनको आवश्यकतालाई इथिलिन ग्लाइकोलमा आधारित शीतलकहरूको व्यापक उपलब्धताले तुरुन्तै अस्वीकार गर्ने थियो, जसमा कम विशिष्ट ताप थियो, तर पानी भन्दा धेरै उच्च उम्लने बिन्दु थियो।

डक्टमा रहेको एयरक्राफ्ट रेडिएटरले त्यहाँबाट जाने हावालाई तताउँछ, जसले गर्दा हावा विस्तार हुन्छ र वेग प्राप्त हुन्छ। यसलाई मेरिडिथ इफेक्ट भनिन्छ, र राम्रोसँग डिजाइन गरिएको लो-ड्र्याग रेडिएटरहरू (विशेष गरी P-51 मुस्टाङ) भएको उच्च-कार्यक्षमता पिस्टन विमानले यसबाट थ्रस्ट निकाल्छ। थ्रस्टले रेडिएटर संलग्न भएको डक्टको ड्र्याग अफसेट गर्न पर्याप्त महत्त्वपूर्ण थियो र विमानलाई शून्य कूलिङ ड्र्याग प्राप्त गर्न अनुमति दियो। एक बिन्दुमा, सुपरमरिन स्पिटफायरलाई आफ्टरबर्नरले सुसज्जित गर्ने योजनाहरू पनि थिए, रेडिएटर पछि निकास नलीमा ईन्धन इन्जेक्सन गरेर र यसलाई प्रज्वलित गरेर [उद्धरण आवश्यक]। मुख्य दहन चक्रको इन्जिन डाउनस्ट्रीममा थप इन्धन इन्जेक्सन गरेर आफ्टरबर्निङ हासिल गरिन्छ।