 | 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 .
Для охлаждения теплового двигателя охлаждающая жидкость проходит через блок двигателя , 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 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, что увеличивает эффективность обмена. Охлажденная 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 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 из 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 .
