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 مي‌شود که حتي مي‌تواند فلزات مجموعه سيلندر و پيستون را ذوب کند . سيستم خنککاري بهمنظور پيشگيري از بالا رفتن دماي موتور بهکار مي‌رود. اين سيستم براي مراقبت در برابر عملکرد مؤثر در تمام سرعت‌هاي موتور و کنترل شرايط مختلف مورد استفاده است. دما در طول مدت احتراق مخلوط سوخت و هوا در محفظه احتراق موتور بسيار بالا مي‌رود و به بيش از ۲۰۰۰ درجه مي‌رسد. ميزان قابل توجهي از اين حرارت توسط ديواره‌هاي سيلندر و پيستون‌ها جذب مي‌شود بنابراين بايد خنک‌کاري به اندازه‌اي صورت پذيرد که دما بيش از حدود ۲۳۰ درجه نشود. دماهاي بالاتر باعث کاهش ضخامت فيلم روغن ميشود و خواص روغن بهشدت افت مي‌کند 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 مي‌شود. تقريبا حدود ۲۸ درصد انرژي سوخت به کار مفيد تبديل مي‌شود. ۳۰ درصد بهواسطه خنککاري، ۳۲ درصد بهوسيله خروج گازهاي داغ و ۱۰ درصد باقيمانده توسط اصطکاک و عوامل ديگر بههدر مي‌رود. ميزان حقيقي و دقيق انرژي تبديلشده به کار مفيد در پروسه احتراق موتور به مشخصه‌هاي فيزيکي اجزاي موتور بستگي دارد.
همان‌طور که گفته شد، دما در طول احتراق در سيلندر موتورهاي درونسوز به بيش از ۲۰۰۰ درجه مي‌رسد. اين دما بيش از نقطه ذوب مواد مورد استفاده در ساختار موتور است بنابراين با بالارفتن دما به موتور خسارت وارد مي‌شود 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 مي‌گذارد 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 مي‌کنند.
هنگام راهاندازي موتور دماي قطعات داخلي آن، بهسرعت افزايش مي‌يابد؛ پس وقتي موتور به دماي بهرهبرداري مي‌رسد 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 مي‌شود. بايد درجه حرارت متوسط آبي که از رادياتور عبور مي‌کند 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 مي‌يابد. 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 مي‌شود و اين ناخالصي‌ها روي منافذ رادياتور رسوب ميکند و از راندمان آن مي‌کاهد و ثانيا بر اثر تماس با بدنه گرم موتور درجه حرارت آن بالا ميرود و موجب کاهش قدرت خنک کنندگي رادياتور مي‌شود.
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 مي‌شود. 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 مي‌شود. به همين ترتيب اکسيداسيون روغن مي‌تواند باعث خوردگي و سايش بعضي از انواع ياتاقان‌ها شود.
▪ اگر دماي کارکرد خيلي زياد شود، نقاطي از پيستون‌ها و قسمت‌هايي از ميللنگ که در ياتاقان مي‌چرخند، منبسط مي‌شوند که اين موضوع باعث خروج آنها از لقي مجاز ميشود و اين تغييرات صدمات جدي در ياتاقان‌ها و رينگ‌ها 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 مي‌شود که اگر براي مدتي ادامه يابد، خسارت عمده به موتور مي‌زند.
▪ اگر مخلوط تازه وارد شده به سيلندر خيلي گرم شود، چگالي آن کاهش خواهد يافت و در نتيجه قدرت آن کاسته مي‌شود؛ 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 مي‌کاهد.
● اثرات کاهش دماي کارکرد موتور
۱) افزايش خنک‌کاري باعث کاهش راندمان حرارتي، همچنين مانع تبخير مناسب سوخت مي‌شود که موجب رقيق شدن روغن مي‌گردد.
۲) تبخير نامناسب سوخت ، فيلم روغن بر روي ديواره‌هاي سيلندر را از بين مي‌برد و باعث افزايش فرسايش سطح داخلي سيلندر مي‌شود.
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 مي‌شود؛ 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 مي‌شود. افزايش دماي بيشتر متداول نيست؛ بهخصوص که در هواي گرم موجب تبخير بنزين در پمپ بنزين و لوله‌هاي رابط در موتور بنزيني مي‌شود و از رسيدن سوخت به موتور جلوگيري بهعمل مي‌آيد.
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 مي‌شود. 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 لوله‌هاي تخت پرهدار استفاده مي‌شود. هرچه تعداد پره بر واحد طول لوله بيشتر باشد، مبدل جمع و جورتر خواهد بود اما گرفتگي سوراخ پره‌ها با ذرات معلق موجود در هوا و حشرات سبب مي‌شود 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 مي‌توان گفت رادياتور وسيلهاي است که براي نگهداري مقدار زيادي آب در مجاورت حجم بزرگي از هوا بهکار مي‌رود؛ 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 لوله‌ها و پره‌ها بهوجود آمده است. همچنين به مخزن بالايي يک گلويي که به لوله هوا ارتباط دارد، متصل است.
سيال خنککننده توسط پمپ به جداره‌هاي سيلندر جريان مي‌يابد. در صورت بالا رفتن درجه حرارت سيال ترموستات مسير را باز مي‌کند 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 مي‌دهد.
انتقال حرارت در رادياتور خودرو به اين صورت است که آب گرم در طول مسير حرکت در رادياتور، گرماي خود را به لوله‌ها منتقل ميکند و اين گرما از محل اتصال لوله و پره، به پره‌ها منتقل ميشود و سپس گرماي انتقاليافته به پره‌ها نيز توسط جريان هواي اجباري از آنها دفع مي‌شود.
● انواع رادياتور
شبکه رادياتورها شامل دو نوع فين تيوب و کروگيت است:
۱) رادياتور فين تيوب (fin-Tube) : در اين نوع رادياتور امتداد لوله‌ها عمود بر راستاي پره‌هاست و لوله‌ها از داخل پره‌ها عبور مي‌کنند.
۲) رادياتورهاي کروگيت (crougate): در اين نوع رادياتورها لوله‌ها از داخل پره‌ها عبور نمي‌کنند بلکه پره‌ها به صورت موجدارند و لوله‌ها در امتداد پره‌ها روي نوک فين قرار داده مي‌شوند.
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 مي‌تواند 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 مي شود که حتي مي تواند فلزات مجموعه سيلندر و پيستون را ذوب کند . سيستم خنک­کاري به­منظور پيشگ ...

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