Радиатор

редактировать
Радиатор водовоздушного конвективного охлаждения, изготовленный из алюминия, от автомобиля 21 века.

Радиаторы есть теплообменники, используемые для передачи тепловой энергии от одной среды к другой с целью охлаждения и нагрева. Большинство радиаторов предназначены для использования в автомобилях, зданиях и электронике.

Радиатор всегда является источником тепла для окружающей среды, хотя это может быть либо с целью нагрева этой среды, либо для охлаждения жидкости или охлаждающей жидкости, подаваемой в нее, как для автомобильного охлаждения двигателя. Несмотря на название, большинство радиаторов передают основную часть своего тепла посредством конвекции вместо теплового излучения.

Содержание
  • 1 История
  • 2 Излучение и конвекция
  • 3 Нагрев
  • 4 Охлаждение двигателя
  • 5 Электроника и компьютеры
  • 6 Космический корабль
  • 7 Ссылки
История

Римский гипокауст является одним из первых примеров типа радиатора для отопление помещений здания. Франц Сан Галли, уроженец России русский бизнесмен, проживающий в Санкт-Петербурге. Санкт-Петербург, считается изобретателем радиатора отопления около 1855 года, получив патент на радиатор в 1857 году, но американец Джозеф Нейсон разработал примитивный радиатор в 1841 году и получил ряд патентов США на водяное и паровое отопление.

Излучение и конвекция

Передача тепла от радиатора происходит с помощью всех обычных механизмов: тепловое излучение, конвекция в поток воздуха или жидкости и проводимость в воздух или жидкость. Радиатор может даже передавать тепло за счет фазового перехода, например, высушивая пару носков. На практике термин «радиатор» относится к любому из ряда устройств, в которых жидкость циркулирует через открытые трубы (часто с ребрами или другими средствами увеличения площади поверхности). Термин «конвектор » относится к классу устройств, в которых источник тепла не подвергается прямому воздействию.

Для увеличения площади поверхности, доступной для теплообмена с окружающей средой, радиатор будет иметь несколько ребер, контактирующих с трубкой, по которой проходит жидкость, прокачиваемая через радиатор. Воздух (или другая внешняя жидкость), контактирующий с ребрами, отводит тепло. Если поток воздуха затруднен из-за грязи или повреждения ребер, эта часть радиатора неэффективна для передачи тепла.

Отопление
Конвекторный радиатор типа 21 Панельный конвекторный радиатор, типичный для стандартной системы центрального отопления в Великобритании.

Радиаторы обычно используются для обогрева зданий на европейском континенте. В радиационной системе центрального отопления горячая вода или иногда пар генерируется в центральном котле и циркулирует насосами через радиаторы внутри здания, где это тепло передается в окружающую среду.

Охлаждение двигателя
Моторный отсек автомобиля с радиатором спереди Автомобильные радиаторы с двойной решеткой трубок: расположенные в шахматном порядке решетки слева, параллельные решетки справа

Для охлаждения используются радиаторы двигатели внутреннего сгорания, в основном в автомобилях, но также и в самолетах с поршневыми двигателями, железнодорожные локомотивы, мотоциклы, стационарные генераторные установки и другие места где используются тепловые машины. В типичном североамериканском электрическом трансформаторе, будь то на подстанции или на опоре, используются охлаждающие жидкости, такие как полихлорированное дифенил масло, для отвода избыточного тепла в окружающую среду.

Для охлаждения теплового двигателя охлаждающая жидкость пропускается через блок цилиндров, где она поглощает тепло от двигателя. Затем горячий хладагент подается во входной бачок радиатора (расположенный либо сверху радиатора, либо вдоль одной стороны), из которого он распределяется по сердцевине радиатора по трубкам в другой бачок на противоположном конце радиатора.. По мере того, как охлаждающая жидкость проходит через радиаторные трубки к противоположному резервуару, она передает большую часть своего тепла трубкам, которые, в свою очередь, передают тепло к ребрам, которые находятся между каждым рядом трубок.. Затем ребра отдают тепло в окружающий воздух. Ребра используются для значительного увеличения поверхности контакта трубок с воздухом, тем самым повышая эффективность обмена. Охлажденная охлаждающая жидкость возвращается в двигатель, и цикл повторяется. Обычно радиатор не снижает температуру охлаждающей жидкости до температуры окружающего воздуха, но он все еще достаточно охлаждается, чтобы не допустить перегрева двигателя.

Эта охлаждающая жидкость обычно на водной основе с добавлением гликоли для предотвращения замерзания и другие добавки для ограничения коррозии, эрозии и кавитации. Однако охлаждающая жидкость также может быть маслом. Первые двигатели использовали термосифоны для циркуляции охлаждающей жидкости; однако сегодня все двигатели, кроме самых маленьких, используют насосы.

. До 1980-х годов сердечники радиаторов часто делались из меди (для ребер) и латуни (для трубок)., коллекторы и боковые панели, а резервуары также могут быть изготовлены из латуни или пластика, часто из полиамида ). Начиная с 1970-х годов, использование алюминия увеличилось, и в конечном итоге он захватил подавляющее большинство автомобильных радиаторов. Основные преимущества алюминия - это уменьшенный вес и стоимость.

Поскольку воздух имеет более низкую теплоемкость и плотность, чем жидкие хладагенты, довольно большой объемный расход Скорость (по отношению к охлаждающей жидкости) необходимо продуть через сердцевину радиатора для улавливания тепла от охлаждающей жидкости. Радиаторы часто имеют один или несколько вентиляторов, которые продувают воздух через радиатор. Для экономии энергии, потребляемой вентиляторами в транспортных средствах, радиаторы часто находятся за решеткой в ​​передней части автомобиля. Подвижный воздух может обеспечить часть или весь необходимый поток охлаждающего воздуха, когда температура охлаждающей жидкости остается ниже максимальной расчетной температуры системы, а вентилятор остается отключенным.

Электроника и компьютеры
Пассивный радиатор на материнской плате

По мере уменьшения размеров электронных устройств проблема рассеивания отработанного тепла становится все более сложной. Крошечные радиаторы, известные как радиаторы, используются для передачи тепла от электронных компонентов в поток охлаждающего воздуха. Радиаторы не используют воду, а отводят тепло от источника. В высокопроизводительных радиаторах есть медь, чтобы лучше проводить. Тепло передается воздуху путем теплопроводности и конвекции; относительно небольшая часть тепла передается излучением из-за низкой температуры полупроводниковых устройств по сравнению с окружающей их средой.

Космический корабль

Радиаторы входят в состав некоторых космических кораблей. Эти радиаторы работают, излучая тепловую энергию в виде света (обычно инфракрасного, учитывая температуры, при которых космический корабль пытается работать), потому что в космическом вакууме ни конвекция, ни проводимость не могут передавать тепло. На Международной космической станции они отчетливо видны в виде больших белых панелей, прикрепленных к. Их можно найти как на пилотируемых, так и на беспилотных кораблях.

Ссылки
На Викискладе есть средства массовой информации, связанные с радиаторами.
Последняя правка сделана 2021-06-03 05:55:50
Содержание доступно по лицензии CC BY-SA 3.0 (если не указано иное).
Обратная связь: support@alphapedia.ru
Соглашение
О проекте