A função do radiador é absorver esse calor e depois dissipá-lo dentro ou fora do chassi para garantir que a temperatura dos componentes do computador esteja normal. A maioria dos radiadores absorve calor entrando em contato com a superfície dos componentes de aquecimento e, em seguida, transfere o calor para locais distantes por meio de vários métodos, como o ar dentro do chassi. O chassi então transfere o ar quente para fora do chassi para completar a dissipação de calor do computador.
Os radiadores aquecem principalmente o ambiente por convecção. Esta convecção puxa o ar frio do fundo da sala e, à medida que passa pelas flautas, o ar aquece e sobe. Este movimento circular ajuda a bloquear o ar frio das janelas e garante que seu quarto permaneça quentinho e quente.
Em automóveis e motocicletas com motor de combustão interna refrigerado a líquido, um radiador é conectado a canais que passam pelo motor e pelo cabeçote, através dos quais um líquido (refrigerante) é bombeado. Este líquido pode ser água (em climas onde é improvável que a água congele), mas é mais comumente uma mistura de água e anticongelante em proporções apropriadas ao clima. O anticongelante em si é geralmente etilenoglicol ou propilenoglicol (com uma pequena quantidade de inibidor de corrosão).
Um sistema de refrigeração automotivo típico compreende:
· uma série de galerias embutidas no bloco do motor e no cabeçote, envolvendo as câmaras de combustão com líquido circulante para dissipar o calor;
· um radiador, composto por vários pequenos tubos equipados com um favo de aletas para dissipar rapidamente o calor, que recebe e resfria o líquido quente do motor;
· uma bomba de água, geralmente do tipo centrífuga, para fazer circular o líquido refrigerante pelo sistema;
· um termostato para controlar a temperatura variando a quantidade de líquido refrigerante que vai para o radiador;
· um ventilador para aspirar ar frio através do radiador.
O processo de combustão produz uma grande quantidade de calor. Se o calor aumentasse sem controle, ocorreria detonação e componentes externos ao motor falhariam devido à temperatura excessiva. Para combater esse efeito, o líquido refrigerante circula pelo motor, onde absorve calor. Uma vez que o líquido refrigerante absorve o calor do motor, ele continua seu fluxo para o radiador. O radiador transfere calor do líquido refrigerante para o ar que passa.
Os radiadores também são usados para resfriar fluidos de transmissão automática, refrigerante de ar condicionado, ar de admissão e, às vezes, para resfriar óleo de motor ou fluido de direção hidráulica. Um radiador é normalmente montado em uma posição onde recebe o fluxo de ar do movimento para frente do veículo, como atrás de uma grade frontal. Onde os motores são montados no meio ou na traseira, é comum montar o radiador atrás de uma grade frontal para obter fluxo de ar suficiente, mesmo que isso exija longos tubos de refrigeração. Alternativamente, o radiador pode extrair ar do fluxo acima do veículo ou de uma grade montada na lateral. Para veículos longos, como ônibus, o fluxo de ar lateral é mais comum para refrigeração do motor e da transmissão e o fluxo de ar superior é mais comum para refrigeração do ar condicionado.
Um método de construção anterior era o radiador em favo de mel. Tubos redondos foram moldados em hexágonos em suas extremidades, depois empilhados e soldados. Como eles apenas se tocavam nas extremidades, isso formou o que se tornou, na verdade, um tanque de água sólido com muitos tubos de ar através dele.
Alguns carros antigos usam núcleos de radiador feitos de tubo enrolado, uma construção menos eficiente, mas mais simples
Um método de construção anterior era o radiador em favo de mel. Tubos redondos foram moldados em hexágonos em suas extremidades, depois empilhados e soldados. Como eles apenas se tocavam nas extremidades, isso formou o que se tornou, na verdade, um tanque de água sólido com muitos tubos de ar através dele.
Alguns carros antigos usam núcleos de radiador feitos de tubo enrolado, uma construção menos eficiente, mas mais simples.
Os radiadores usaram primeiro o fluxo vertical descendente, impulsionado apenas por um efeito termossifão. O líquido refrigerante no motor aquece, torna-se menos denso e sobe. À medida que o radiador esfria o fluido, o líquido refrigerante fica mais denso e cai. Este efeito é suficiente para motores estacionários de baixa potência, mas inadequado para todos, exceto os primeiros automóveis. Todos os automóveis, durante muitos anos, usaram bombas centrífugas para circular o líquido refrigerante do motor porque a circulação natural tem taxas de fluxo muito baixas.
Um sistema de válvulas ou defletores, ou ambos, geralmente é incorporado para operar simultaneamente um pequeno radiador dentro do veículo. Este pequeno radiador e o ventilador associado são chamados de núcleo do aquecedor e servem para aquecer o interior da cabine. Assim como o radiador, o núcleo do aquecedor atua removendo o calor do motor. Por esse motivo, os técnicos automotivos costumam aconselhar os operadores a ligar o aquecedor e colocá-lo no nível alto se o motor estiver superaquecido, para auxiliar o radiador principal.
A temperatura do motor nos carros modernos é controlada principalmente por um termostato do tipo pellet de cera, uma válvula que se abre quando o motor atinge sua temperatura ideal de operação.
Quando o motor está frio, o termostato é fechado, exceto por um pequeno fluxo de desvio, de modo que o termostato sofre alterações na temperatura do líquido arrefecedor à medida que o motor aquece. O líquido refrigerante do motor é direcionado pelo termostato para a entrada da bomba de circulação e retorna diretamente ao motor, desviando do radiador. Direcionar a água para circular apenas através do motor permite que o motor atinja a temperatura ideal de operação o mais rápido possível, evitando "pontos quentes" localizados. Assim que o refrigerante atinge a temperatura de ativação do termostato, ele se abre, permitindo que a água flua pelo radiador para evitar que a temperatura suba ainda mais.
Uma vez na temperatura ideal, o termostato controla o fluxo do líquido de arrefecimento do motor para o radiador para que o motor continue a operar na temperatura ideal. Em condições de pico de carga, como dirigir lentamente em uma subida íngreme enquanto estiver com muita carga em um dia quente, o termostato estará quase totalmente aberto porque o motor estará produzindo potência quase máxima enquanto a velocidade do fluxo de ar através do radiador é baixa. (Sendo um trocador de calor, a velocidade do fluxo de ar através do radiador tem um efeito importante em sua capacidade de dissipar o calor.) Por outro lado, ao navegar em descida rápida em uma rodovia em uma noite fria com aceleração leve, o termostato estará quase fechado porque o motor produz pouca potência e o radiador é capaz de dissipar muito mais calor do que o motor produz. Permitir um fluxo excessivo de líquido de arrefecimento para o radiador resultaria no resfriamento excessivo do motor e na operação em temperatura inferior à ideal, resultando na diminuição da eficiência do combustível e no aumento das emissões de escapamento. Além disso, a durabilidade, a confiabilidade e a longevidade do motor às vezes ficam comprometidas se algum componente (como os rolamentos do virabrequim) for projetado para levar em conta a expansão térmica para se encaixar com as folgas corretas. Outro efeito colateral do resfriamento excessivo é o desempenho reduzido do aquecedor da cabine, embora em casos típicos ele ainda sopre ar a uma temperatura consideravelmente mais alta que a ambiente.
O termostato está, portanto, em constante movimento em toda a sua faixa, respondendo às mudanças na carga operacional do veículo, velocidade e temperatura externa, para manter o motor na temperatura operacional ideal.
Em carros antigos você pode encontrar um termostato tipo fole, que possui fole corrugado contendo um líquido volátil como álcool ou acetona. Esses tipos de termostatos não funcionam bem em pressões do sistema de resfriamento acima de 7 psi. Os veículos motorizados modernos normalmente funcionam em torno de 15 psi, o que impede o uso do termostato do tipo fole. Em motores refrigerados a ar direto, isso não é uma preocupação para o termostato de fole que controla uma válvula de retenção nas passagens de ar.
Outros fatores influenciam a temperatura do motor, incluindo o tamanho do radiador e o tipo de ventoinha do radiador. O tamanho do radiador (e, portanto, sua capacidade de refrigeração) é escolhido de forma que possa manter o motor na temperatura projetada sob as condições mais extremas que um veículo possa encontrar (como subir uma montanha totalmente carregado em um dia quente) .
A velocidade do fluxo de ar através de um radiador é uma grande influência no calor que ele dissipa. A velocidade do veículo afeta isso, em proporção aproximada ao esforço do motor, proporcionando assim um feedback bruto de autorregulação. Quando uma ventoinha de resfriamento adicional é acionada pelo motor, ela também monitora a velocidade do motor de forma semelhante.
Os ventiladores acionados pelo motor são frequentemente regulados por uma embreagem da correia de transmissão, que desliza e reduz a velocidade do ventilador em baixas temperaturas. Isso melhora a eficiência do combustível, não desperdiçando energia acionando o ventilador desnecessariamente. Em veículos modernos, a regulação adicional da taxa de resfriamento é fornecida por ventiladores de radiador de velocidade variável ou cíclicos. Os ventiladores elétricos são controlados por um interruptor termostático ou pela unidade de controle do motor. Os ventiladores elétricos também têm a vantagem de proporcionar um bom fluxo de ar e resfriamento em baixas rotações do motor ou quando está parado, como em trânsito lento.
Antes do desenvolvimento dos ventiladores elétricos e de acionamento viscoso, os motores eram equipados com ventiladores fixos simples que puxavam o ar através do radiador o tempo todo. Veículos cujo projeto exigia a instalação de um grande radiador para lidar com trabalhos pesados em altas temperaturas, como veículos comerciais e tratores, muitas vezes funcionavam frios em climas frios sob cargas leves, mesmo com a presença de um termostato, como o radiador grande e fixo o ventilador causou uma queda rápida e significativa na temperatura do líquido refrigerante assim que o termostato foi aberto. Este problema pode ser resolvido instalando uma cortina do radiador (ou cobertura do radiador) no radiador que pode ser ajustada para bloquear parcial ou totalmente o fluxo de ar através do radiador. Na sua forma mais simples, a persiana é um rolo de material como lona ou borracha que é desenrolado ao longo do comprimento do radiador para cobrir a parte desejada. Alguns veículos mais antigos, como os caças monomotores SE5 e SPAD S.XIII da Primeira Guerra Mundial, têm uma série de venezianas que podem ser ajustadas no assento do motorista ou do piloto para fornecer um certo grau de controle. Alguns carros modernos possuem uma série de venezianas que são abertas e fechadas automaticamente pela unidade de controle do motor para fornecer um equilíbrio entre resfriamento e aerodinâmica conforme necessário.
