Lichidul radiatorului (lichidul de răcire) curge prin tuburile sigilate din interiorul radiatorului - nu între aripioare. Aripioarele sunt benzi metalice subțiri legate de exteriorul acelor tuburi. Singurul lor scop este de a crește suprafața, astfel încât aerul care trece prin calorifer să poată absorbi căldura mai eficient. Fluidul și aripioarele nu intră niciodată în contact direct în condiții normale de funcționare.
Acesta este unul dintre cele mai frecvente puncte de confuzie pentru persoanele care inspectează un radiator pentru prima dată. Aripioarele arată ca niște canale prin care ceva ar putea curge - dar sunt deschise la aer, nu la circuitul de răcire.
Un radiator este un schimbător de căldură. Lichidul de răcire fierbinte din motor intră prin rezervorul de admisie, trece printr-o serie de tuburi înguste care traversează miezul și iese prin rezervorul de evacuare după pierderea căldurii. Întregul proces depinde de două căi separate de fluide care nu se amestecă niciodată:
Căldura se transferă de la lichidul de răcire în pereții tubului, apoi în aripioarele legate de acei pereți și în cele din urmă în aerul care trece. Acest efect de cascadă - conducție apoi convecție - este motivul pentru care aripioarele îmbunătățesc dramatic eficiența răcirii. Un miez tipic de radiator auto poate avea 10 până la 20 de aripioare pe inch , oferindu-i o suprafață de multe ori mai mare decât ar oferi un tub neted singur.
Aripioarele sunt aproape întotdeauna fabricate din aluminiu în radiatoarele moderne, deoarece aluminiul are o conductivitate termică ridicată (~205 W/m·K) și este ușor. Acestea sunt ondulate sau lambriute - nu plate - pentru a crea turbulențe în fluxul de aer, care sparge stratul limită izolator de aer nemișcat și accelerează transferul de căldură. Modelele aripioarelor cu lambriuri pot îmbunătăți respingerea căldurii cu 20-30% în comparație cu aripioarele ondulate simple la debite similare de aer.
Dacă te uiți la un radiator cu fața în față, ceea ce vezi sunt aproape în întregime aripioare. Tuburile sunt ascunse în spatele lor. Aerul se deplasează din față în spate prin spațiile dintre rândurile de aripioare; lichidul de răcire se deplasează dintr-o parte în alta (sau de sus în jos în unele modele) în interiorul tuburilor.
| Caracteristica | Circuitul lichidului de răcire | Circuitul aerului |
|---|---|---|
| Unde curge | În interiorul tuburilor sigilate | Între aripioare (în aer liber) |
| Direcția fluxului | Parte-a-parte sau de sus în jos | Din față în spate prin miez |
| Condus de | Pompa de apa | Viteza vehiculului sau ventilator electric |
| Lichid tipic | 50/50 apa si amestec antigel | Aerul ambiental |
| Tip de transfer termic | Conducție în pereții tubului | Convecția de la suprafața aripioarelor |
Deși lichidul de răcire nu trebuie să atingă aripioarele, se produc scurgeri. Când un tub dezvoltă un orificiu sau o articulație se defectează, lichidul de răcire se poate scurge și acoperi suprafețele aripioarelor. Acesta este de fapt un semn de diagnostic util:
Reziduurile de lichid de răcire de pe aripioare degradează, de asemenea, performanța de răcire. Depozitele minerale uscate acționează ca izolație, reducând conductivitatea suprafeței aripioarelor. Chiar și un strat subțire de scară de 0,1 mm poate reduce eficiența transferului de căldură cu până la 10% în unele măsurători de laborator ale schimbătoarelor de căldură.
Aripioarele sunt extrem de delicate – un deget apăsat ferm le poate îndoi. Folosiți doar aceste metode:
Confuzia este de înțeles. Din exterior, un radiator arată ca o rețea densă de pasaje înguste - iar aripioarele sunt partea cea mai vizibilă a acelei rețele. Este firesc să presupunem că lichidul folosește acele pasaje vizibile. În plus, unele schimbătoare de căldură industriale mai vechi sau foarte mari direcționează fluidele prin aripioare într-un aranjament cu carcasă și tub, ceea ce întărește această intuiție.
Într-un radiator de automobile, totuși, tuburile sunt de obicei numai 1–2 mm lățime și stau în spatele sau între rândurile de aripioare - sunt aproape invizibile fără a fi demontate. O secțiune transversală a unui miez tipic de radiator arată astfel:
Aripioarele umplu spațiul dintre tuburi, dar nu sunt niciodată sigilate - aerul curge liber prin ele. Tuburile sunt complet închise și testate la presiune pentru a menține lichidul de răcire la presiuni de funcționare tipice de 13–18 psi (0,9–1,2 bar) fără scurgeri.
Chiar dacă lichidul de răcire nu trece prin aripioare, aripioarele blocate provoacă în continuare supraîncălzire, deoarece fluxul de aer este redus. Cauzele comune includ:
Dacă un motor funcționează constant mai cald decât în mod normal, în ciuda unui nivel complet de lichid de răcire și a unui termostat funcțional, inspectarea stării aripioarelor este un prim pas logic înainte de a trece la diagnostice mai scumpe, cum ar fi un test al garniturii de cap.
Înțelegerea separării dintre calea lichidului de răcire și calea aerului prin aripioare are valoare practică directă:
Aripioarele sunt doar pe partea de aer a procesului de schimb de căldură. Menținerea lor curată și nedeteriorată este la fel de importantă pentru a preveni supraîncălzirea ca și menținerea lichidului de răcire la nivelul și concentrarea potrivite.