Radiatore

Vano motore auto, con radiatore davanti

Articolo principale: Radiatore (raffreddamento motore)
Radiatori d’auto con una doppia griglia di tubi: griglie sfalsate a sinistra, griglie parallele a destra

I radiatori sono utilizzati per il raffreddamento dei motori a combustione interna, principalmente nelle automobili, ma anche negli aerei con motore a pistoni, nelle locomotive ferroviarie, nei motocicli, negli impianti di generazione stazionari e in altri luoghi dove vengono utilizzati motori termici. Il tipico trasformatore elettrico nordamericano, sia esso in una sottostazione elettrica o in cima a un palo, utilizza refrigeranti come l’olio di policlorobifenile per scaricare il calore in eccesso nell’ambiente.

Per raffreddare il motore termico, un refrigerante viene fatto passare attraverso il blocco motore, dove assorbe il calore dal motore. Il liquido di raffreddamento caldo viene poi immesso nel serbatoio di ingresso del radiatore (situato sulla parte superiore del radiatore, o lungo un lato), da cui viene distribuito attraverso il nucleo del radiatore attraverso tubi fino a un altro serbatoio all’estremità opposta del radiatore. Mentre il liquido di raffreddamento passa attraverso i tubi del radiatore sulla sua strada verso il serbatoio opposto, trasferisce gran parte del suo calore ai tubi che, a loro volta, trasferiscono il calore alle alette che si trovano tra ogni fila di tubi. Le alette rilasciano poi il calore all’aria ambiente. Le alette sono utilizzate per aumentare notevolmente la superficie di contatto dei tubi con l’aria, aumentando così l’efficienza di scambio. Il refrigerante raffreddato viene reimmesso nel motore e il ciclo si ripete. Normalmente, il radiatore non riduce la temperatura del refrigerante alla temperatura dell’aria ambiente, ma è ancora sufficientemente raffreddato per evitare il surriscaldamento del motore.

Questo refrigerante è di solito a base d’acqua, con l’aggiunta di glicoli per prevenire il congelamento e altri additivi per limitare la corrosione, l’erosione e la cavitazione. Tuttavia, il refrigerante può anche essere un olio. I primi motori usavano dei termosifoni per far circolare il refrigerante; oggi, invece, tutti i motori, tranne i più piccoli, usano delle pompe.

Fino agli anni ’80, i nuclei dei radiatori erano spesso in rame (per le alette) e in ottone (per tubi, collettori e piastre laterali, mentre i serbatoi potevano anche essere in ottone o in plastica, spesso una poliammide). A partire dagli anni ’70, l’uso dell’alluminio è aumentato, fino a conquistare la stragrande maggioranza delle applicazioni dei radiatori per veicoli. I principali incentivi per l’alluminio sono il peso ridotto e il costo.

Poiché l’aria ha una capacità termica e una densità inferiori a quelle dei liquidi di raffreddamento, è necessario soffiare un volume di flusso abbastanza grande (rispetto a quello del liquido di raffreddamento) attraverso il nucleo del radiatore per catturare il calore del liquido di raffreddamento. I radiatori hanno spesso una o più ventole che soffiano aria attraverso il radiatore. Per risparmiare il consumo di energia delle ventole nei veicoli, i radiatori sono spesso dietro la griglia nella parte anteriore del veicolo. L’aria di rampa può fornire una parte o tutto il flusso d’aria di raffreddamento necessario quando la temperatura del refrigerante rimane al di sotto della temperatura massima progettata del sistema, e la ventola rimane disinserita.

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