Радіатор - це теплообмінник, який використовується для передачі теплової енергії від одного середовища до іншого з метою охолодження та обігріву. Більшість радіаторів сконструйовано для роботи в автомобілях, будівлях та електроніці.
Радіатор завжди є джерелом тепла для навколишнього середовища, хоча це може бути або з метою обігріву навколишнього середовища, або для охолодження рідини чи охолоджувача, що подається до нього, як для охолодження двигуна автомобіля та сухих градирень HVAC. Незважаючи на назву, більшість радіаторів передають основну частину тепла за допомогою конвекції, а не теплового випромінювання.
Радіатори використовуються для охолодження двигунів внутрішнього згоряння, в основному в автомобілях, а також у поршневих літаках, залізничних локомотивах, мотоциклах, стаціонарних електростанціях та інших місцях, де використовуються теплові двигуни (на водних транспортних засобах, які мають необмежений запас відносно прохолодної води ззовні, зазвичай використовують рідинно-рідинні теплообмінники).
Щоб охолодити тепловий двигун, охолоджуюча рідина пропускається через блок двигуна, де вона поглинає тепло від двигуна. Потім гарячий охолоджувач подається у вхідний резервуар радіатора (розташований у верхній частині радіатора або вздовж одного боку), звідки він розподіляється через серцевину радіатора через труби в інший резервуар на протилежному кінці радіатора. Коли охолоджуюча рідина проходить через трубки радіатора на шляху до протилежного бака, вона передає більшу частину свого тепла трубкам, які, у свою чергу, передають тепло ребрам, розташованим між кожним рядом трубок. Потім ребра віддають тепло навколишньому повітрю. Ребра використовуються для значного збільшення поверхні контакту труб з повітрям, таким чином підвищуючи ефективність обміну. Охолоджена рідина подається назад у двигун, і цикл повторюється. Зазвичай радіатор не знижує температуру охолоджувальної рідини до температури навколишнього повітря, але все ще достатньо охолоджується, щоб уберегти двигун від перегріву.
Ця охолоджуюча рідина зазвичай виготовляється на водній основі з додаванням гліколів для запобігання замерзанню та інших добавок для обмеження корозії, ерозії та кавітації. Однак охолоджуюча рідина також може бути маслом. У перших двигунах для циркуляції охолоджуючої рідини використовувалися термосифони; однак сьогодні всі двигуни, крім найменших, використовують насоси.[5]
До 1980-х років сердечники радіаторів часто виготовлялися з міді (для ребер) і латуні (для трубок, колекторів і бічних пластин, тоді як баки також могли виготовлятися з латуні або пластику, часто поліаміду). Починаючи з 1970-х років, використання алюмінію зросло, згодом зайнявши переважну більшість автомобільних радіаторів. Основними стимулами для алюмінію є зменшення ваги та вартості.
Оскільки повітря має нижчу теплоємність і щільність, ніж рідкі охолоджуючі рідини, досить великий об’ємний потік (відносно об’ємної витрати охолоджувальної рідини) повинен продуватися через серцевину радіатора, щоб уловлювати тепло від охолоджувальної рідини. Радіатори часто мають один або кілька вентиляторів, які продувають повітря через радіатор. Щоб заощадити споживану електроенергію вентилятора в транспортних засобах, радіатори часто знаходяться за решіткою в передній частині автомобіля. Напірне повітря може забезпечувати частину або весь необхідний потік охолоджуючого повітря, коли температура охолоджуючої рідини залишається нижчою за розраховану максимальну температуру системи, а вентилятор залишається відключеним.
