up
Search      menu
صنعت و مکانیک :: مقاله رادياتور PDF
QR code - رادياتور

رادياتور

نقش رادياتور در پروسه انتقال حرارت موتور

بر اثر احتراق در موتورهاي احتراق داخلي گرماي زيادي توليد مي شود که حتي مي تواند فلزات مجموعه سيلندر و پيستون را ذوب کند .
سيستم خنک­کاري به­منظور پيشگيري از بالا رفتن دماي موتور به­کار مي رود. اين سيستم براي مراقبت در برابر عملکرد مؤثر در تمام سرعت هاي موتور و کنترل شرايط مختلف مورد استفاده است. دما در طول مدت احتراق مخلوط سوخت و هوا در محفظه احتراق موتور بسيار بالا مي رود و به بيش از ۲۰۰۰ درجه مي رسد. ميزان قابل توجهي از اين حرارت توسط ديواره هاي سيلندر و پيستون ها جذب مي شود بنابراين بايد خنک کاري به اندازه اي صورت پذيرد که دما بيش از حدود ۲۳۰ درجه نشود.
دماهاي بالاتر باعث کاهش ضخامت فيلم روغن مي­شود و خواص روغن به­شدت افت مي کند که اين مسئله موجب افزايش استهلاک قطعات و ازدياد دماي آنها خواهد شد.
در موتورهاي احتراق داخلي مقدار محدودي از انرژي سوخت براي قواي محرکه موتور استفاده مي شود. تقريبا حدود ۲۸ درصد انرژي سوخت به کار مفيد تبديل مي شود. ۳۰ درصد به­واسطه خنک­کاري، ۳۲ درصد به­وسيله خروج گازهاي داغ و ۱۰ درصد باقيمانده توسط اصطکاک و عوامل ديگر به­هدر مي رود. ميزان حقيقي و دقيق انرژي تبديل­شده به کار مفيد در پروسه احتراق موتور به مشخصه هاي فيزيکي اجزاي موتور بستگي دارد.
همان طور که گفته شد، دما در طول احتراق در سيلندر موتورهاي درون­سوز به بيش از ۲۰۰۰ درجه مي رسد. اين دما بيش از نقطه ذوب مواد مورد استفاده در ساختار موتور است بنابراين با بالارفتن دما به موتور خسارت وارد مي شود و بايد دماي کار موتور در محدوده­اي خاص حفظ شود. در يک نمونه سيستم خنک­کاري آبي موتور اين دما در محدوده ۹۵-۷۵ قرار دارد که براي خنک­کاري هوايي اين ميزان کمي بيشتر است.
خنک­کاري در موتور دو علت دارد:
۱) نگه داشتن دماي اجزاي موتور در دمايي که روغنکاري مؤثر در آن ممکن باشد.
۲) نگه داشتن دماي اجزاي مختلف موتور در يک محدوده خاص به­طوري که به سلامت قطعات موتور صدمه نزند.
نحوه عملکرد موتور در انتخاب و طراحي سيستم خنک­کاري تأثير مي گذارد و اين کاملا به نوع گازهاي احتراق و اجزاي موتور وابسته است. وقتي موتور سرد است، کارايي پاييني دارد بنابراين سيستم خنک­کاري معمولا شامل وسايلي است که زمينه فعاليت خنک­کاري نرمال را براي حفظ گرماي مناسب موتور مهيا مي کنند.
­هنگام راه­اندازي موتور دماي قطعات داخلي آن، به­سرعت افزايش مي يابد؛ پس وقتي موتور به دماي ­بهره­برداري مي رسد بايد سيستم خنک­کاري فعاليتش را آغاز کند.
نمايه سيستم خنک­کاري موتور براي حداقل کردن حجم و وزن رادياتور است که در وسايل نقليه از اهداف مهم تلقي مي شود. بايد درجه حرارت متوسط آبي که از رادياتور عبور مي کند حتي­الامکان بالا نگه داشته شود تا اختلاف آن با درجه حرارت متوسط زياد باشد.
البته اين درجه حرارت نبايد از نقطه جوش آب در فشار اتمسفر تجاوز کند زيرا در آن صورت قسمتي از آب تبخير مي­شود و فشار داخل رادياتور به­شدت افزايش مي يابد. گرچه با طراحي درپوش مناسب براي رادياتور آب داخل تحت فشار است تا ديرتر به نقطه جوش برسد، هوا نيز بايد پس از عبور از رادياتور به اطراف بدنه موتور جريان يابد.
جهت عکس جريان به دو دليل مناسب نيست: اولا هوا به روغن و ذرات آغشته به روغن که به هر حال روي بدنه موتور وجود دارد آلوده مي شود و اين ناخالصي ها روي منافذ رادياتور رسوب مي­کند و از راندمان آن مي کاهد و ثانيا بر اثر تماس با بدنه گرم موتور درجه حرارت آن بالا مي­رود و موجب کاهش قدرت­ خنک کنندگي رادياتور مي شود.
براي درک نياز موتور به سيستم خنک­کاري، اثرات افزايش يا کاهش دماي کارکرد موتور در ذيل آمده است:
● اثرات افزايش دماي کارکرد موتور
▪ بهره­برداري در دماهاي بالا، بارهاي زياد با سرعت بالا بدون عمليات خنک­کاري باعث اکسيداسيون روغن روغنکاري مي شود. در اين شرايط ممکن است با بالا رفتن دما، لعاب و رسوب شکل گيرد؛ به­طوري که رينگ پيستون نتواند کار خود را انجام دهد؛ ضمن اين که خراش خوردن رينگ نيز باعث اختلال عملکرد آن مي شود. به همين ترتيب اکسيداسيون روغن مي تواند باعث خوردگي و سايش بعضي از انواع ياتاقان ها شود.
▪ اگر دماي کارکرد خيلي زياد شود، نقاطي از پيستون ها و قسمت هايي از ميل­لنگ که در ياتاقان مي چرخند، منبسط مي شوند که اين موضوع باعث خروج آنها از لقي مجاز مي­شود و اين تغييرات صدمات جدي در ياتاقان ها و رينگ ها به­بار مي­آورد.
▪ سطوح داخل محفظه احتراق از قبيل پاي سوپاپ خروجي و شمع ممکن است آن­قدر گرم شود که جرقه زودتر اتفاق بيفتد؛ اين شرايط جرقه پيش­رس ناميده مي شود که اگر براي مدتي ادامه يابد، خسارت عمده به موتور مي زند.
▪ اگر مخلوط تازه وارد شده به سيلندر خيلي گرم شود، چگالي آن کاهش خواهد يافت و در نتيجه قدرت آن کاسته مي شود؛ به­خصوص در موتورهاي بنزيني.
▪ با افزايش دماي مخلوط هوا و سوخت در محفظه احتراق و منيفولد ورودي، اصطکاک مکانيکي افزايش مي­يابد و از قدرت خروجي موتور مي کاهد.
● اثرات کاهش دماي کارکرد موتور
۱) افزايش خنک کاري باعث کاهش راندمان حرارتي، همچنين مانع تبخير مناسب سوخت مي شود که موجب رقيق شدن روغن مي گردد.
۲) تبخير نامناسب سوخت ، فيلم روغن بر روي ديواره هاي سيلندر را از بين مي برد و باعث افزايش فرسايش سطح داخلي سيلندر مي شود.
۳) به طور کلي خنک­کاري بيش از حد باعث کاهش قدرت، ضرر اقتصادي مصرف بيشتر سوخت و کاهش طول عمر قطعات موتور مي­شود.
● ملاحظات طراحي رادياتور
طراحي رادياتور بايد براساس درجه حرارت هوا در گرمترين منطقه­اي که وسيله ممکن است در آن کار کند، صورت گيرد. در آب و هواي سردتر مقدار آب در گردش رادياتور به وسيله ترموستات تنظيم مي شود؛ به نحوي که فقط سنجش از قدرت خنک­کنندگي رادياتور مورد استفاده قرار گيرد. افزايش دمايي بين ۸ تا ۱۲ درجه براي هواي جاري در رادياتور منظور مي شود. افزايش دماي بيشتر متداول نيست؛ به­خصوص که در هواي گرم موجب تبخير بنزين در پمپ بنزين و لوله هاي رابط در موتور بنزيني مي شود و از رسيدن سوخت به موتور جلوگيري به­عمل مي آيد.
به منظور پيشگيري از سروصداي زياد و مصرف بيش از اندازه توان موتور به وسيله پروانه، افت فشار سمت هوا کمتر از kpa ۱ منظور مي شود. توان مصرفي پروانه بايد به قدري باشد که در دور کم موتور و قدرت زياد بتواند هواي کافي از رادياتور عبور دهد. براي اين که حجم رادياتور کوچک باشد معمولا از لوله هاي تخت پره­دار استفاده مي شود. هرچه تعداد پره بر واحد طول لوله بيشتر باشد، مبدل جمع و جورتر خواهد بود اما گرفتگي سوراخ پره ها با ذرات معلق موجود در هوا و حشرات سبب مي شود که تعداد پره­ها بين ۴۰۰ و ۶۰۰ پره در هر متر باشد.
رادياتور و نحوه انتقال حرارت از سيال گرم به هوا
رادياتور دستگاهي است در سيستم خنک­کننده موتور که حجم زيادي از آب اين سيستم را در تماس نزديک با هوا نگه مي­دارد تا انتقال حرارت از آب به هوا به­خوبي و به­سرعت امکان­پذير باشد. همچنين مي توان گفت رادياتور وسيله­اي است که براي نگهداري مقدار زيادي آب در مجاورت حجم بزرگي از هوا به­کار مي رود؛ به طوري که حرارت بتواند از آب به رادياتور و از رادياتور به هوا منتقل شود.
اجزاي رادياتور از مخزن بالايي و مخزن پاييني و هسته (شبکه) رادياتور تشکيل شده که خود شبکه از لوله ها و پره ها به­وجود آمده است. همچنين به مخزن بالايي يک گلويي که به لوله هوا ارتباط دارد، متصل است.
سيال خنک­کننده توسط پمپ به جداره هاي سيلندر جريان مي يابد. در صورت بالا رفتن درجه حرارت سيال ترموستات مسير را باز مي کند و سيال گرم از طريق لوله ورودي رادياتور که در مخزن ورودي آن تعبيه شده است، وارد رادياتور مي­شود و پس از خنک شدن به مخزن خروجي جريان مي­يابد و پس از خروج توسط لوله خروجي رادياتور، سيکل خود را ادامه مي دهد.
انتقال حرارت در رادياتور خودرو به اين صورت است که آب گرم در طول مسير حرکت در رادياتور، گرماي خود را به لوله ها منتقل مي­کند و اين گرما از محل اتصال لوله و پره، به پره ها منتقل مي­شود و سپس گرماي انتقال­يافته به پره ها نيز توسط جريان هواي اجباري از آنها دفع مي شود.
● انواع رادياتور
شبکه رادياتورها شامل دو نوع فين تيوب و کروگيت است:
۱) رادياتور فين تيوب (fin-Tube) : در اين نوع رادياتور امتداد لوله ها عمود بر راستاي پره هاست و لوله ها از داخل پره ها عبور مي کنند.
۲) رادياتورهاي کروگيت (crougate): در اين نوع رادياتورها لوله ها از داخل پره ها عبور نمي کنند بلکه پره ها به صورت موجدارند و لوله ها در امتداد پره ها روي نوک فين قرار داده مي شوند.
در حالت کلي مونتاژ رادياتورهاي کروگيت راحت­تر و سريع­تر از نوع فين تيوب است و امکان اتوماسيون آن وجود دارد ولي رادياتورهاي فين تيوب به دليل درگير شدن لوله و پره با يکديگر، استحکام مکانيکي بيشتري دارند. رادياتورها از لحاظ جنس به دو نوع
آلومينيمي و مسي و برنجي تقسيم مي­شوند که تکنولوژي ساخت هر يک مي تواند Soldering و Brazing باشد.

رادياتورهاي شوفاژ امروزه جزو پرکاربردترين تجهيزات گرمايشي در ساختمان هاي عمومي و منازل مي باشند.که ما بيشتر از سيستم گرمايش به وسيله ي آبگرم ان ها است ...

رادياتورهاي شوفاژ امروزه جزو پرکاربردترين تجهيزات گرمايشي در ساختمان هاي عمومي و منازل مي باشند که ما بيشتر از سيستم گرمايش به وسيله ي آبگرم ان ها است ...

بر اثر احتراق در موتورهاي احتراق داخلي گرماي زيادي توليد مي‌شود که حتي مي‌تواند فلزات مجموعه سيلندر و پيستون را ذوب کند . سيستم خنککاري بهمنظور پيشگير ...

تابستان رسيده است و شايد شما نيز چمدان خود را بسته ايد و آماده سفر با اتومبيل شخصي خود هستيد. اما آيا به فکر تعمير و نگهداري اتومبيل خود نيز افتاده اي ...

● سنسور سرعت خودرو Vehicle Speed Sensor: اين سنسور با داشتن يک پايه خروجي ميتواند بصورت پالس، اطلاعات مربوط به سرعت لحظه اي خودرو را به ECU ارسال کند. ...

ترانسفورماتورها را با توجه به کاربرد و خصوصيات آنها مي توان به سه دسته کوچک، متوسط و بزرگ دسته بندي کرد. ساختمان ترانسفورماتورهاي بزرگ و متوسط به دليل ...

در اين مقاله، سعي شده است تعريفي کلي از فرايند جوشکاري انفجاري، همراه با برخي عوامل موثر در اين روش، ارائه شود. البته از آنجا که حل تحليلي فرايند جوشک ...

خرمنکوب هاي نوع تيلري از جمله ماشين هاي کشاورزي متداول در شمال کشور است که بيشتر کشاورزان که سطح زير کشت کمي دارند براي عمليات خرمنکوبي شالي از آن است ...

دانلود نسخه PDF - رادياتور