 | Эта статья требует дополнительных ссылок для проверки . ( март 2009 г. ) ( Узнайте, как и когда удалить этот шаблон сообщения ) |
Радиаторы - это 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 . [ необходима цитата ]
Радиатор всегда является источником тепла для окружающей его среды, хотя это может быть либо с целью нагрева этой среды, либо для охлаждения жидкости или охлаждающей жидкости, подаваемой в него, как для охлаждения двигателя автомобиля и сухих градирен HVAC . Несмотря на название, большинство радиаторов передают большую часть тепла посредством конвекции, а не теплового излучения . [ необходима цитата ]
История [ править ]
Римский гипокауст - это ранний пример типа радиатора для отопления помещений. Францу Сан Галли , русскому бизнесмену прусского происхождения, живущему в Санкт-Петербурге , приписывают изобретение отопительного радиатора около 1855 года [1] [2] , получившего патент на радиатор в 1857 году, [3] но американец Джозеф Нейсон разработал примитивный радиатор. радиатора в 1841 г. [4] и получил ряд патентов США на водяное и паровое отопление. [4]
Радиация и конвекция [ править ]
Передача тепла от радиатора происходит с помощью всех обычных механизмов: теплового излучения , конвекции в поток воздуха или жидкости и теплопроводности 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.
Чтобы увеличить площадь поверхности, доступную 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 потоку воздуха препятствует грязь или повреждение ребер, эта часть радиатора неэффективна для передачи тепла.
Отопление [ править ]
Радиаторы обычно используются для обогрева зданий на европейском континенте. В системе радиационного 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.
HVAC [ править ]
Радиаторы используются в сухих градирнях и градирнях с замкнутым контуром для охлаждения зданий с использованием чиллеров с жидкостным охлаждением для HVAC, при этом охлаждающая жидкость чиллера изолирована от окружающей среды.
Охлаждение двигателя [ править ]
Радиаторы используются для охлаждения двигателей внутреннего сгорания , в основном в автомобилях, но также и в самолетах с поршневыми двигателями, железнодорожных локомотивах , мотоциклах , стационарных электростанциях и других местах, где используются тепловые двигатели . В типичном североамериканском электрическом трансформаторе , будь то на подстанции или на опоре, используются охлаждающие жидкости, такие как полихлорированное дифениловое масло, для отвода избыточного тепла в окружающую среду. [ необходима цитата ]
Для охлаждения теплового двигателя охлаждающая жидкость проходит через блок двигателя , где она поглощает тепло от двигателя. Затем горячий хладагент подается во впускной бачок радиатора (расположенный либо в верхней части радиатора, либо с 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 трубы радиатора на пути к противоположному резервуару, она передает большую часть своего тепла трубкам, которые, в свою очередь, передают тепло ребрам.которые помещаются 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 двигатель не перегревался. [ необходима цитата ]
Эта охлаждающая жидкость обычно на водной основе с добавлением гликолей для предотвращения замерзания и других добавок для ограничения коррозии , эрозии и кавитации . Однако охлаждающая жидкость также может быть маслом. Первые двигатели использовали термосифоны для циркуляции охлаждающей жидкости; сегодня, однако, все двигатели, кроме самых маленьких, используют насосы . [ необходима цитата ]
До 1980-х годов сердечники радиаторов часто делались из меди (для ребер) и латуни (для труб, коллекторов и боковых панелей, а резервуары также могли быть из латуни или пластика , часто полиамида ). Начиная с 1970-х годов, использование алюминия увеличилось, и в конечном итоге он захватил подавляющее большинство автомобильных радиаторов. Основными стимулами для алюминия являются уменьшенный вес и стоимость. [ необходима цитата ]
Поскольку воздух имеет более низкую теплоемкость и плотность, чем жидкие хладагенты, через сердцевину радиатора необходимо продувать довольно большой объемный расход (по сравнению с хладагентом) для улавливания тепла от хладагента. 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. Поддонный воздух может обеспечить часть или весь необходимый поток охлаждающего воздуха, когда температура охлаждающей жидкости остается ниже максимальной расчетной температуры системы, а вентилятор остается отключенным. [ необходима цитата ]
Электроника и компьютеры [ править ]
По мере того как электронные устройства становятся меньше, 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 за счет теплопроводности и конвекции; относительно небольшая часть тепла передается излучением из-за низкой температуры полупроводниковых устройств по сравнению с окружающей их средой.
Радиаторы также используются в контурах жидкостного охлаждения для отвода тепла.
Космический корабль [ править ]
Радиаторы входят в состав некоторых космических кораблей. Эти радиаторы работают, излучая тепловую энергию в виде света (как правило, 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 четко видны как большие белые панели, прикрепленные к главной ферме . Их можно встретить как на пилотируемых, так и на беспилотных кораблях. [5]
Ссылки [ править ]
 | Викискладе есть медиафайлы по теме радиаторов . |
- ^ "Семья Сангалли / Сан-Галли" . Gruner-fam.de . Проверено 20 сентября 2011 .
- ^ "Горячие ящики Сан-Галли" . Архивировано из оригинала на 2010-02-07.
- ^ "Франц Сан-Галли, немецкий промышленник в Санкт-Петербурге, Россия" . www.saint-petersburg.com .
- ^ a b «Архивная копия» (PDF) . Архивировано из оригинального (PDF) 26 августа 2014 года . Проверено 23 августа 2014 . CS1 maint: заархивированная копия как заголовок ( ссылка )
- ^ "Радиаторы" . Международная космическая станция . НАСА . Проверено 26 сентября 2015 года .
