रेडिएटर (इंजन कूलिंग)

अन्य उपयोगों के लिए, विकिरक (बहुविकल्पी) देखें।

विकिरक (इंजन शीतलन) ऊष्मा विनिमायक हैं जिनका उपयोग मुख्य रूप से स्वचालित वाहन में आंतरिक दहन इंजनों को ठंडा करने के लिए किया जाता है, लेकिन पिस्टन-इंजन वाले विमानों, रेलवे इंजनों, मोटरसाइकिलों, स्थिर उत्पादन संयंत्र या ऐसे इंजन के किसी भी समान उपयोग में भी किया जाता है।

आंतरिक दहन इंजनों को प्रायः इंजन ब्लॉक के माध्यम से इंजन शीतलक नामक तरल प्रसारित करके ठंडा किया जाता है, और सिलेंडर शीर्ष जहां इसे गरम किया जाता है, फिर विकिरक के माध्यम से जहां यह वातावरण में ऊष्मा नष्ट कर देता है, और फिर इंजन में वापस आ जाता है। इंजन शीतलक सामान्य रूप से पानी आधारित होता है, लेकिन यह तेल भी हो सकता है। इंजन शीतलक को प्रसारित करने के लिए प्रणोदित करने के लिए पानी के पंप को नियोजित करना और विकिरक के माध्यम से वायु को प्रणोदित करने के लिए अक्षीय संवातक के लिए भी सामान्य है।

स्वचालित वाहन और मोटरसाइकिल
तरल-ठंडा आंतरिक दहन इंजन वाले स्वचालित वाहन और मोटरसाइकिलों में, एक विकिरक इंजन और सिलेंडर शीर्ष के माध्यम से चलने वाले चैनलों से जुड़ा होता है, जिसके माध्यम से एक तरल (शीतलक) पंप किया जाता है। यह तरल पानी हो सकता है ऐसी जलवायु में जहां पानी जमने की संभावना नहीं है, लेकिन यह सामान्य रूप से जलवायु के लिए उपयुक्त अनुपात में पानी और हिमरोधी का मिश्रण होता है। हिमरोधी ही सामान्य रूप से एथिलीन ग्लाइकॉल या प्रोपलीन ग्लाइकॉल (जंग अवरोधक की अल्प मात्रा के साथ) होता है।

एक विशिष्ट यांत्रिक प्रशीतलन प्रणाली में सम्मिलित हैं:
 * गैलरी की एक श्रृंखला इंजन ब्लॉक और सिलेंडर शीर्ष में डाली जाती है, दहन कक्षों के आस-पास परिसंचारी तरल के साथ ऊष्मा दूर करने के लिए;
 * विकिरक, जिसमें ऊष्मा को तेजी से नष्ट करने के लिए छत्ते के छत्ते से लैस कई छोटी नलियाँ होती हैं, जो इंजन से गर्म तरल को प्राप्त और ठंडा करती हैं;
 * पानी पंप, सामान्य रूप से केन्द्रापसारक प्रकार का प्रणाली के माध्यम से शीतलक को प्रसारित करने के लिए;
 * विकिरक में जाने वाले शीतलक की मात्रा को बदलकर तापमान को नियंत्रित करने के लिए एक तापस्थिरक;
 * विकिरक के माध्यम से ठंडी वायु खींचने के लिए एक संवातन।

दहन प्रक्रिया का एक उप-उत्पाद ऊष्मा की एक बड़ी मात्रा है। यदि इंजन में ऊष्मा को अनियंत्रित रूप से बढ़ने दिया गया, तो घटक अंततः उस बिंदु तक विस्तारित हो जाएंगे जहां वे घूमना बंद कर देंगे। इस प्रभाव से निपटने के लिए, शीतलक को इंजन के माध्यम से परिचालित किया जाता है जहां यह इंजन से ऊष्मा को अवशोषित करता है। एक बार जब शीतलक इंजन से ऊष्मा को अवशोषित कर लेता है तो यह विकिरक में अपना प्रवाह जारी रखता है। विकिरक ऊष्मा को अंदर के द्रव से बाहर की वायु में स्थानांतरित करता है, जिससे द्रव ठंडा होता है, जो बदले में इंजन को ठंडा करता है। विकिरक का उपयोग प्रायः स्वचालित संचारण द्रव पदार्थ, वातानुकूलक प्रशीतक, अंतर्ग्रहण वायु और कभी-कभी मोटर तेल या विद्युत संचालन द्रव को ठंडा करने के लिए किया जाता है। विकिरक सामान्य रूप से ऐसी स्थिति में लगाए जाते हैं जहां वे वाहन के आगे की गति जैसे अग्र वर्ग के पीछे से वायु-प्रवाह प्राप्त करते हैं। जहां इंजन अग्र- या पश्च-रोपित होते हैं, पर्याप्त वायु-प्रवाह प्राप्त करने के लिए फ्रंट ग्रिल के पीछे विकिरक को आरोपित करना सामान्य बात है, तथापि इसके लिए लंबे शीतलक नलिका की आवश्यकता हो। वैकल्पिक रूप से, विकिरक वाहन के शीर्ष पर या पार्श्व -आरोपित ग्रिल से प्रवाह से वायु खींच सकता है। लंबे वाहनों के लिए, जैसे कि बसें, पार्श्व वायु-प्रवाह इंजन और संचरण शीतलक के लिए सबसे सामान्य है और वातानुकूलक प्रशीतक के लिए वायु-प्रवाह सबसे सामान्य है।

विकिरक निर्माण
स्वचालित वाहन विकिरक धातु या प्लास्टिक प्रवेशिका टैंक की एक युग्म से बने होते हैं, जो कई संकीर्ण मार्गों के साथ कोर से जुड़े होते हैं, जो आयतन के सापेक्ष उच्च सतह क्षेत्र देते हैं। यह कोर सामान्य रूप से धातु की परत की स्टैक परतों से बना होता है, जिसे प्रणाली बनाने के लिए दबाया जाता है और एक साथ संयुक्त या ब्रेजित किया जाता है। कई सालों तक विकिरक पीतल या तांबे के कोर से बने होते थे जो पीतल के प्रवेशिका में मिलाए जाते थे। आधुनिक विकिरक में एल्यूमीनियम कोर होते हैं, और प्रायः गास्केट के साथ प्लास्टिक प्रवेशिका का उपयोग करके पैसा और वजन संरक्षित करते हैं। यह निर्माण विफलता के लिए अधिक प्रवण है और पारंपरिक पदार्थों की तुलना में कम आसानी से पुनर्निर्माणकिया जाता है।

पहले की निर्माण विधि जालीदार विकिरक थी। गोल नलिका को उनके सिरों पर षट्कोण में घुमाया गया, फिर एक साथ संग्रहित और संयुक्त किया गया। जैसा कि वे केवल अपने सिरों को स्पर्श करते थे, यह एक ठोस पानी की टंकी बन गया, जिसके माध्यम से कई वायु नलिकाएं बन गईं। कुछ पुरानी कारें कुंडलित नलिका से बने विकिरक कोर का उपयोग करती हैं, जो एक कम सक्षम लेकिन सरल निर्माण है।

शीतलक पंप
विकिरक ने पहले नीचे की ओर लंबवत प्रवाह का उपयोग किया, जो केवल थर्मोसाइफन प्रभाव से संचालित होता था। शीतलक इंजन में गर्म होता है, कम सघनीय हो जाता है, और ऊपर उठता है। जैसे ही विकिरक द्रव को ठंडा करता है, शीतलक सघन हो जाता है और गिर जाता है। यह प्रभाव कम-शक्ति स्थिर इंजन के लिए पर्याप्त है, लेकिन प्रारम्भिक स्वचालित वाहन के अतिरिक्त सभी के लिए अपर्याप्त है। कई वर्षों से सभी स्वचालित वाहन ने इंजन शीतलक को प्रसारित करने के लिए केन्द्रापसारक पंपों का उपयोग किया है क्योंकि प्राकृतिक परिसंचरण में प्रवाह दर बहुत कम है।

ऊष्मक
वाल्व या गतिरोधक, या दोनों की एक प्रणाली को सामान्य रूप से वाहन के अंदर एक छोटे विकिरक को एक साथ संचालित करने के लिए सम्मिलित किया जाता है। यह छोटा विकिरक, और संबंधित धमित्र संवातन, ऊष्मक कोर कहलाता है, और केबिन आंतरिक भाग को गर्म करने में काम करता है। विकिरक की तरह, ऊष्मक कोर इंजन से ऊष्मा को दूर करके काम करता है। इस कारण से, मोटर वाहन तकनीशियन प्रायः परिचालकों को परामर्श देते हैं कि वे मुख्य विकिरक की सहायता के लिए ऊष्मक को 'सक्रिय' करें और इंजन के अतितापन होने पर इसे उच्च पर स्थापित करें।

जल प्रवाह नियंत्रण
आधुनिक कारों पर इंजन का तापमान मुख्य रूप से मोम-पैलेट प्रकार के ताप-स्थैतिक द्वारा नियंत्रित किया जाता है, एक वाल्व जो इंजन के अनुकूलतम परिचालन तापमान तक पहुंचने के बाद खुलता है।

जब इंजन ठंडा होता है, तो ताप-स्थैतिक को बंद कर दिया जाता है, सिवाय एक छोटे उपपथ प्रवाह के, ताकि इंजन के गर्म होने पर ताप-स्थैतिक को शीतलक तापमान में परिवर्तन का अनुभव हो। इंजन शीतलक को ताप-स्थैतिक द्वारा परिसंचारी पंप के अंतर्गमन में निर्देशित किया जाता है और विकिरक को प्रतिगमित करते हुए सीधे इंजन में वापस आ जाता है। पानी को केवल इंजन के माध्यम से प्रसारित करने के लिए निर्देशित करने से इंजन को स्थानीयकृत गर्म स्थानों से संरक्षित के समय जितनी शीघ्र हो सके अनुकूलतम परिचालन तापमान तक पहुंचने की स्वीकृति मिलती है। एक बार जब शीतलक ताप-स्थैतिक के सक्रियण तापमान तक पहुँच जाता है, तो यह खुल जाता है, जिससे तापमान को अधिक बढ़ने से रोकने के लिए पानी को विकिरक के माध्यम से प्रवाहित किया जा सकता है।

एक बार अनुकूलतम तापमान पर, तापस्थिरक विकिरक को इंजन शीतलक के प्रवाह को नियंत्रित करता है ताकि इंजन अनुकूलतम तापमान पर काम करता रहे। अधिकतम भार स्थितियों के अंतर्गत, जैसे कि एक गर्म दिन में अधिकतम भार के साथ एक खड़ी पहाड़ी पर धीरे-धीरे वाहन चलाना, ताप-स्थैतिक पूरी तरह से खुला होगा क्योंकि इंजन अधिकतम शक्ति का उत्पादन करेगा जबकि विकिरक में वायु प्रवाह का वेग कम है। ऊष्मा विनिमायक होने के कारण, विकिरक के पार वायु के प्रवाह का वेग ऊष्मा को दूर करने की क्षमता पर एक बड़ा प्रभाव डालता है। इसके विपरीत, जब एक ठंडी रात में एक हल्के त्वरित्र पर द्रुतमार्ग पर तेजी से नीचे की ओर बढ़ते हैं, तो ताप-स्थैतिक लगभग बंद हो जाएगा। क्योंकि इंजन कम शक्ति उत्पन्न कर रहा है, और विकिरक इंजन की तुलना में बहुत अधिक ऊष्मा को दूर करने में सक्षम है। विकिरक में शीतलक के बहुत अधिक प्रवाह की स्वीकृति देने से इंजन अधिक ठंडा हो जाएगा और अनुकूलतम तापमान से कम तापमान पर काम करेगा, जिसके परिणामस्वरूप ईंधन दक्षता में कमी आएगी और निकास उत्सर्जन में वृद्धि होगी। इसके अतिरिक्त, इंजन स्थायित्व, विश्वसनीयता, और दीर्घायु कभी-कभी समझौता किया जाता है, यदि किसी भी घटक (जैसे अरालदण्ड समायोजन) को ऊष्मीय विस्तार को निधारित करने के लिए सही प्रणोदन को ध्यान में रखकर बनाया जाता है। अतिशीतन का एक और दुष्प्रभाव केबिन ऊष्मक का कम प्रदर्शन है, हालांकि विशिष्ट स्थितियों में यह अभी भी परिवेश की तुलना में अपेक्षाकृत अधिक तापमान पर वायु उड़ाता है।

इसलिए ताप-स्थैतिक निरंतर अपनी सीमा में घूम रहा है, इंजन को उसके अनुकूलतम परिचालन तापमान पर रखने के लिए वाहन के परिचालन भार, गति और बाहरी तापमान में बदलाव का अनुक्रिया दे रहा है।

पुरानी कारों पर आपको एक धमित्र प्रकार का तापस्थिरक मिल सकता है, जिसमें नलीदार धमित्र होती है जिसमें ऐल्कोहल या एसीटोन जैसे वाष्पशील तरल होते हैं। इस प्रकार के ताप-स्थैतिक लगभग 7 पीएसआई से ऊपर शीतलन प्रणाली के दबावों पर अच्छी तरह से काम नहीं करते हैं। आधुनिक मोटर वाहन सामान्य रूप से लगभग 15 पीएसआई पर चलते हैं, जो धमित्र प्रकार के तापस्थिरक के उपयोग को रोकता है। सीधे वायुशीतलित इंजनों पर, यह धमित्र तापस्थिरक के लिए समस्या का विषय नहीं है जो वायु मार्ग में उत्क्षेप वाल्व को नियंत्रित करता है।

वायु प्रवाह नियंत्रण
अन्य कारक इंजन के तापमान को प्रभावित करते हैं, जिसमें विकिरक का आकार और विकिरक संवातक का प्रकार सम्मिलित है। विकिरक का आकार (और इस प्रकार इसकी शीतलन क्षमता) इस तरह से चयन किया जाता है कि यह इंजन को डिज़ाइन तापमान पर सबसे अधिक स्थितियों में रख सकता है, जिससे वाहन का सामना करना पड़ सकता है जैसे कि गरम दिन पर पूरी तरह से भार होने पर पहाड़ पर चढ़ना।

विकिरक के माध्यम से वायु-प्रवाह की गति उस ऊष्मा पर एक बड़ा प्रभाव है जो इसे नष्ट कर देती है। वाहन की गति इंजन के प्रयास के स्थूल अनुपात में इसे प्रभावित करती है, इस प्रकार प्राकृत स्वयं विनिमयकारी प्रतिक्रिया देती है। जहां इंजन द्वारा एक अतिरिक्त प्रशीतक संवातक चलाया जाता है, यह भी इसी तरह इंजन की गति को प्रकाश पथ निर्धारक करता है।

इंजन से चलने वाले संवातक प्रायः ड्राइवबेल्ट से संवातक के यंत्रों द्वारा नियंत्रित होते हैं, जो फिसल जाता है और कम तापमान पर संवातक की गति को कम कर देता है। यह संवातक को अनावश्यक रूप से चलाने पर बिजली क्षय न करके ईंधन दक्षता में सुधार करता है। आधुनिक वाहनों पर, शीतलन दर का और अधिक विनियमन चर गति या चक्रित विकिरक संवातक द्वारा प्रदान किया जाता है। बिजली के पंखों को ताप-स्थैतिक स्विच या इंजन नियंत्रण इकाई द्वारा नियंत्रित किया जाता है। बिजली के पंखों को कम इंजन परिक्रमण या स्थिर होने पर अच्छा वायु-प्रवाह और प्रशीतक देने का भी लाभ होता है, जैसे धीमी गति से चलने वाले आवागमन में होता है।

श्यानताहीन-परिचालन और बिजली के संवातक के विकास से पहले, इंजनों में साधारण स्थिर संवातक लगाए जाते थे जो हर समय विकिरक के माध्यम से वायु खींचते थे। जिन वाहनों के डिजाइन के लिए उच्च तापमान पर अत्यधिक काम का सामना करने के लिए एक बड़े विकिरक की स्थापना की आवश्यकता होती है, जैसे कि व्यवसायिक वाहन और ट्रैक्टर प्रायः ठंड के मौसम में हल्के भार के अंतर्गत ठंडा हो जाते हैं, यहां तक ​​​​कि तापस्थिरक की उपस्थिति के साथ, बड़े विकिरक और स्थायी संवातक के रूप में ताप-स्थैतिक के खुलते ही संवातक के कारण शीतलक तापमान में तेजी से और महत्वपूर्ण कमी आई। इस समस्या को विकिरक अप्रत्यक्ष (या विकिरक आवरण) को विकिरक में निर्धारित करके हल किया जा सकता है जिसे विकिरक के माध्यम से आंशिक रूप से या पूरी तरह से वायु प्रवाह को ब्लॉक करने के लिए समायोजित किया जा सकता है। सरलतम रूप से अप्रत्यक्ष चित्रफलक या रबर जैसे पदार्थ की एक भूमिका होती है जिसे वांछित भाग को आच्छादित करने के लिए विकिरक की लंबाई के साथ प्रवाहित किया जाता है। कुछ पुराने वाहन, जैसे प्रथम विश्व युद्ध के युग के S.E.5 और एसपीएडी S.XIII एकल-इंजन वाले लड़ाकू विमानों में परत की एक श्रृंखला होती है जिसे नियंत्रण की एक श्रेणी प्रदान करने के लिए चालक या पायलट की सीट से समायोजित किया जा सकता है। कुछ आधुनिक कारों में शटर की एक श्रृंखला होती है जो आवश्यकतानुसार शीतलन और वायुगतिकी का संतुलन प्रदान करने के लिए इंजन नियंत्रण इकाई द्वारा स्वचालित रूप से खोली और बंद की जाती है।



शीतलक दबाव
क्योंकि आंतरिक दहन इंजनों की तापीय क्षमता आंतरिक तापमान के साथ बढ़ती है, शीतलक को उसके क्वथनांक को बढ़ाने के लिए वायुमंडलीय दबाव से अधिक रखा जाता है। एक अंशशोधित दाब विमोचन वाल्व सामान्य रूप से विकिरक के पूर्ण शीर्ष में सम्मिलित होता है। यह दबाव मॉडल के बीच भिन्न होता है, लेकिन सामान्य रूप से 4 to 30 psi से लेकर होता है।

चूंकि शीतलक प्रणाली का दबाव तापमान में वृद्धि के साथ बढ़ता है, यह उस बिंदु तक पहुंच जाएगा जहां अत्यधिक दाब विमोचन वाल्व अतिरिक्त दबाव से बचने की स्वीकृति देता है। यह तब रुकेगा जब प्रणाली का तापमान बढ़ना बंद हो जाएगा। एक अधिक भरे हुए विकिरक (या प्रवेशिका टैंक) की स्थिति में अल्प तरल बाहर निकलने की स्वीकृति देकर दबाव डाला जाता है। यह सिर्फ जमीन पर बह सकता है या एक हवादार पात्र में एकत्र किया जा सकता है जो वायुमंडलीय दबाव में रहता है। जब इंजन बंद हो जाता है, शीतलन प्रणाली ठंडी हो जाती है और तरल स्तर गिर जाता है। कुछ स्थितियों में जहां एक बोतल में अतिरिक्त तरल एकत्र किया गया है, इसे मुख्य शीतलक परिपथ में वापस 'शोषित' किया जा सकता है। अन्य स्थितियों में, यह नहीं होता है।

इंजन शीतलक
द्वितीय विश्व युद्ध से पहले, इंजन शीतलक सामान्य रूप से सादा पानी था। हिमरोधी का उपयोग पूरी तरह ठंड को नियंत्रित करने के लिए किया जाता था, और यह प्रायः ठंड के मौसम में ही किया जाता था। यदि किसी इंजन के ब्लॉक में सामान्य पानी को जमने के लिए छोड़ दिया जाए तो पानी जमने पर स्थगित हो सकता है। यह प्रभाव बर्फ के विस्तार के कारण गंभीर आंतरिक इंजन क्षति का कारण बन सकता है।

उच्च-प्रदर्शन वाले विमान इंजनों में विकास के लिए उच्च क्वथनांक वाले अधिकतम शीतलक की आवश्यकता होती है, जिससे ग्लाइकोल या पानी-ग्लाइकोल मिश्रण को स्वीकृत किया जाता है। इससे उनके हिमरोधी गुणों के लिए ग्लाइकोल को अपनाने का मार्ग प्रशस्त हुआ।

अल्युमीनियम या मिश्रित-धातु इंजनों के विकास के बाद से, हिमरोधी की तुलना में और सभी क्षेत्रों और मौसमों में संक्षारण अवरोध और भी महत्वपूर्ण हो गया है।

उबालना या ज़्यादा गरम करना
अतिप्रवाह टैंक जो शुष्क हो जाता है, शीतलक वाष्पीकरण का परिणाम हो सकता है, जो इंजन के स्थानीय या सामान्य अति ताप का कारण बन सकता है। यदि वाहन को तापमान से अधिक चलने दिया जाता है तो गंभीर क्षति हो सकती है। विफलताओं जैसे नलिकीय शीर्ष गास्केट, और विकृत या विस्फोटक हुआ सिलेंडर शीर्ष या सिलेंडर ब्लॉक का परिणाम हो सकता है। कभी-कभी कोई चेतावनी नहीं होगी, क्योंकि तापमान संवेदक जो तापमान गेज (या तो यांत्रिक या विद्युत) के लिए आंकड़ा प्रदान करता है, जल वाष्प के संपर्क में आता है, न कि तरल शीतलक, हानिकारक गलत रीडिंग (किसी मीटर डायल आदि द्वारा चिह्नित संख्या) प्रदान करता है।

गर्म विकिरक खोलने से प्रणाली का दबाव कम हो जाता है, जिससे यह जोखिम रूप से गर्म तरल और भाप को उबालने और बाहर निकालने का कारण बन सकता है। इसलिए, विकिरक शीर्ष में प्रायः एक तंत्र होता है जो शीर्ष को पूरी तरह से खोलने से पहले आंतरिक दबाव को दूर करने का प्रयास करता है।

इतिहास
स्वचालित वाहन जल विकिरक के आविष्कार का श्रेय कार्ल बेंज को दिया जाता है। विल्हेम मेबैक ने मर्सिडीज 35hp के लिए पहला जालीदार विकिरक डिजाइन किया।

पूरक विकिरक
जब मूल विकिरक के आकार को बढ़ाया नहीं जा सकता है, तो शीतलन क्षमता को बढ़ाने के लिए कभी-कभी कार को दूसरे, या सहायक, विकिरक से सुसज्जित करना आवश्यक होता है। दूसरा विकिरक परिपथ में मुख्य विकिरक के साथ श्रृंखला में गिरा हुआ है। यह स्थिति थी जब ऑडी 100 को पहली बार 200 बनाने के लिए टर्बो-आवेशित किया गया था। इन्हें अंतराशीतक के साथ भ्रमित नहीं होना चाहिए।

मोटर तेल को ठंडा करने के लिए कुछ इंजनों में एक तैलशीतक, एक अलग छोटा विकिरक होता है। स्वचालित संचारण वाली कारों में प्रायः विकिरक से अतिरिक्त संयोजन होते हैं, जिससे संचरण द्रव अपनी ऊष्मा को विकिरक में शीतलक में स्थानांतरित कर सकता है। मुख्य विकिरक के एक छोटे संस्करण के लिए ये या तो तेल-वायु विकिरक हो सकते हैं। अधिक आसानी से वे तेल-जल शीतलक हो सकते हैं, जहां पानी के विकिरक के अंदर एक तेल पाइप डाला जाता है। हालांकि पानी परिवेशी वायु की तुलना में अधिक गर्म है, इसकी उच्च तापीय चालकता कम जटिल से तुलनीय शीतलन (सीमा के अंदर) प्रदान करती है और इस प्रकार तेल शीतलक अधिक सस्ता और अधिक विश्वसनीय है। सामान्य रूप से, विद्युत संचालन द्रव, अवरोध द्रव और अन्य द्रवचालित तरल को वाहन पर सहायक विकिरक द्वारा ठंडा किया जा सकता है।

टर्बो आवेशित या अतिआवेशित इंजन में एक अंतराशीतलक हो सकता है, जो एक वायु से वायु या वायु से जल विकिरक है वायु आवेशित को इंजन को ठंडा करने के लिए नहीं बल्कि ठंडा करने के लिए उपयोग किया जाता है।

विमान
द्रव- शीतलित पिस्टन इंजन वाले विमान (सामान्य रूप से दीप्ति के अतिरिक्त समरेखीय इंजन) को भी विकिरक की आवश्यकता होती है। चूंकि वायु गति कारों की तुलना में अधिक है, इन्हें उड़ान में कुशलता से ठंडा किया जाता है, और इसलिए बड़े क्षेत्रों या शीतलन संवातक की आवश्यकता नहीं होती है। स्पिटफायर के लिए केवल सात मिनट भू-तल पर निष्क्रिय रहने पर कई उच्च-प्रदर्शन वाले विमानों को अत्यधिक गर्म होने की समस्या का सामना करना पड़ता है। यह आज की फार्मूला 1 कारों के समान है, जब तंत्र पर चलने वाले इंजनों को रोका जाता है, तो उन्हें अतिशीतित को रोकने के लिए अपने विकिरक पॉड्स में वाहिनी वायु की आवश्यकता होती है।

भूतल विकिरक
प्रशीतलन प्रणाली के डिजाइन सहित वायुयान डिजाइन में निम्नक (भौतिकी) को कम करना एक प्रमुख लक्ष्य है। सतह पर लगे विकिरक द्वारा जालीदार कोर (सतह से आयतन के उच्च अनुपात के साथ कई सतहें) को बदलने के लिए एक विमान के अधिकतम मात्रा में वायु प्रवाह का लाभ उठाने के लिए एक प्रारंभिक तकनीक थी। यह इस सतह के पीछे पाइपों के माध्यम से बहने वाले शीतलक के साथ शीर्ष या संवातन की परत में मिश्रित एकल सतह का उपयोग करता है। इस तरह के डिजाइन अधिकतम प्रथम विश्व युद्ध के विमानों पर देखे गए थे।

चूंकि वे वायु गति पर बहुत अधिक निर्भर हैं, निम्न निपात के समय सतह विकिरक के अधिक गर्म होने का जोखिम होता है। रेसिंग विमान जैसे कि सुपरमरीन एस.6बी, एक रेसिंग समुद्री विमान है जिसके प्रवाह की ऊपरी सतह में विकिरक बने हैं, जिसको उनके प्रदर्शन की मुख्य सीमा के रूप में तापमान गेज पर उड़ाए जाने के रूप में वर्णित किया गया है।

सतह विकिरक का उपयोग 1928 की मैल्कम कैंपबेल की ब्लू बर्ड जैसी कुछ उच्च गति रेसिंग कारों द्वारा भी किया गया है।

संदाबित प्रशीतलन प्रणाली
यह सामान्य रूप से अधिकांश शीतलन प्रणालियों की एक सीमा है कि शीतलन द्रव को उबालने की स्वीकृति नहीं दी जाती है, क्योंकि प्रवाह में गैस के संचलन की आवश्यकता डिजाइन को बहुत जटिल बनाती है। जल शीतित प्रणाली के लिए, इसका तात्पर्य है कि ऊष्मा हस्तांतरण की अधिकतम मात्रा पानी की विशिष्ट ताप क्षमता और परिवेश और 100 °C के बीच तापमान के अंतर से सीमित होती है। यह सर्दियों में या उच्च ऊंचाई पर जहां तापमान कम होता है, अधिक प्रभावी शीतलन प्रदान करता है।

एक अन्य प्रभाव जो विशेष रूप से विमान के शीतलन में महत्वपूर्ण है, वह यह है कि विशिष्ट ताप क्षमता में परिवर्तन होता है और क्वथनांक दबाव के साथ कम हो जाता है, और यह दबाव तापमान में गिरावट की तुलना में ऊंचाई के साथ अधिक तेज़ी से बदलता है। इस प्रकार, सामान्य रूप से, तरल शीतलन प्रणाली विमान की आरोह के रूप में क्षमता नष्ट कर देती है। 1930 के दशक के समय प्रदर्शन पर यह एक प्रमुख सीमा थी जब टर्बो-आवेश के प्रारंभ ने पहली बार 15,000 फ़ीट से ऊपर की ऊंचाई पर सुविधाजनक यात्रा की स्वीकृति दी थी, और प्रशीतक डिज़ाइन अनुसंधान का एक प्रमुख क्षेत्र बन गया था।

इस समस्या का सबसे स्पष्ट और सामान्य समाधान पूरे प्रशीतलन प्रणाली को दबाव में चलाना था। इसने विशिष्ट ताप क्षमता को एक स्थिर मान पर बनाए रखा, जबकि बाहरी वायु का तापमान निरंतर कम होता रहा है। इस तरह की प्रणालियों ने इस प्रकार शीतलन क्षमता में सुधार किया क्योंकि वे आरोहण हो गए। अधिकांश उपयोगों के लिए, इसने उच्च-प्रदर्शन पिस्टन इंजनों को ठंडा करने की समस्या को हल किया, और द्वितीय विश्व युद्ध के लगभग सभी तरल-ठंडा विमान इंजनों ने इस समाधान का उपयोग किया।

हालांकि, दबाव वाली प्रणालियां भी अधिक जटिल थीं, और क्षति के लिए कहीं अधिक संवेदनशील थीं - चूंकि शीतलन द्रव दबाव में था, यहां तक ​​कि शीतलन प्रणाली में एक राइफल-कैलिबर बुलेट छेद जैसी सामान्य क्षति भी तरल को तेजी से रिसाव करने का कारण बनेगी। शीतलन प्रणालियों की विफलता, अब तक, इंजन की विफलताओं का प्रमुख कारण थी।

बाष्पीकरणीय शीतलन
हालांकि एक विमान विकिरक बनाना अधिक कठिन है जो भाप को संभालने में सक्षम है, यह किसी भी तरह से असंभव नहीं है। मुख्य आवश्यकता एक ऐसी प्रणाली प्रदान करना है जो भाप को पंपों में वापस भेजने और प्रशीतक लूप को पूरा करने से पहले वापस तरल में संघनित करती है। ऐसी प्रणाली वाष्पीकरण की विशिष्ट ऊष्मा का लाभ उठा सकती है, जो पानी के स्थिति में तरल रूप में विशिष्ट ऊष्मा क्षमता का पाँच गुना है। भाप को अतितापित होने की स्वीकृति देकर अतिरिक्त लाभ प्राप्त किया जा सकता है। बाष्पीकरणीय शीतलक के रूप में जानी जाने वाली ऐसी प्रणालियाँ 1930 के दशक में अपेक्षाकृत अधिक शोध का विषय थीं।

दो शीतलन प्रणालियों पर विचार करें जो अन्यथा समान हैं, 20 °C के परिवेशी वायु तापमान पर काम कर रही हैं। एक पूर्ण-तरल डिज़ाइन 30 डिग्री सेल्सियस और 90 डिग्री सेल्सियस के बीच काम कर सकता है, जो ऊष्मा दूर करने के लिए 60 डिग्री सेल्सियस तापमान अंतर प्रदान करता है। एक बाष्पीकरणीय शीतलन प्रणाली 80 डिग्री सेल्सियस और 110 डिग्री सेल्सियस के बीच काम कर सकती है। पहली दृष्टि में यह बहुत कम तापमान का अंतर प्रतीत होता है, लेकिन यह विश्लेषण भाप के उत्पादन के समय 500 डिग्री सेल्सियस के बराबर अवशोषित ऊष्मा ऊर्जा की अत्यधिक मात्रा को अपेक्षित कर देता है। वास्तव में, बाष्पीकरणीय संस्करण 80 डिग्री सेल्सियस और 560 डिग्री सेल्सियस के बीच काम कर रहा है, जो 480 डिग्री सेल्सियस प्रभावी तापमान अंतर है। ऐसी प्रणाली बहुत कम मात्रा में पानी से भी प्रभावी हो सकती है।

बाष्पीकरणीय शीतलन प्रणाली का नकारात्मक पक्ष भाप को क्वथनांक से नीचे ठंडा करने के लिए आवश्यक संघनित्र का क्षेत्र है। चूँकि भाप पानी की तुलना में बहुत कम सघनीय होती है, भाप को वापस नीचे ठंडा करने के लिए पर्याप्त वायु प्रवाह प्रदान करने के लिए एक समान रूप से बड़े सतह क्षेत्र की आवश्यकता होती है। 1933 के रोल्स-रॉयस गोशावक डिजाइन में पारंपरिक विकिरक जैसे संघनित्र का उपयोग किया गया था और यह डिजाइन अवरोध के लिए एक समस्या प्रमाणित हुई। जर्मनी में, सिगफ्राइड और वाल्टर गुंटर भाइयों ने बाष्पीकरणीय शीतलन और सतह विकिरक के संयोजन के लिए एक वैकल्पिक डिजाइन विकसित किया जो पूरे विमान के पंखों, फ्यूजलेज और यहां तक ​​कि दिक् नियन्त्रक में विस्तृत था। कई विमानों को उनके डिजाइन का उपयोग करके बनाया गया था और कई प्रदर्शन रिकॉर्ड बनाए, विशेष रूप से हिंकेल हे 119 और हिंकेल हे 100 बनाए गए थे। हालांकि, इन प्रणालियों को विस्तृत हुए विकिरक से तरल वापस करने के लिए कई पंपों की आवश्यकता थी और सही से संचालित करना अत्यधिक कठिन प्रणमाणित हुआ। और युद्ध क्षति के प्रति अधिक संवेदनशील थे। इस प्रणाली को विकसित करने के प्रयासों को सामान्य रूप से 1940 तक छोड़ दिया गया था। एथिलीन ग्लाइकॉल आधारित शीतलक की व्यापक उपलब्धता के कारण बाष्पीकरणीय शीतलन की आवश्यकता को शीघ्र ही अस्वीकृत कर दिया गया था, जिसकी विशिष्ट ऊष्मा कम थी, लेकिन पानी की तुलना में बहुत अधिक क्वथनांक था।

विकिरक जोर
एक वाहिनी में निहित एक विमान विकिरक वायु से गुजरने को गर्म करता है, जिससे वायु का विस्तार होता है और वेग प्राप्त होता है। इसे मेरेडिथ प्रभाव कहा जाता है, और अच्छी तरह से डिज़ाइन किए गए कम- संकर्ष विकिरक (विशेष रूप से पी-51 मस्टैंग) के साथ उच्च-प्रदर्शन वाले पिस्टन विमान इससे जोर प्राप्त करते हैं। प्रणोद इतना महत्वपूर्ण था कि वाहिनी के अवरोध को समायोजन करने के लिए विकिरक संलग्न था और विमान को शून्य प्रशीतक ड्रैग प्राप्त करने की स्वीकृति दी। एक बिंदु पर, विकिरक के बाद निकास वाहिनी में ईंधन अन्तः क्षिप्त करके और इसे प्रज्वलित करके स्पिटफायर को अधिज्वालक से लैस करने की योजना भी थी।. अधिज्वालक मुख्य दहन चक्र के अनुप्रवाह इंजन में अतिरिक्त ईंधन अन्तः क्षिप्त करके प्राप्त किया जाता है।

स्थायी संयंत्र
स्थिर संयंत्र के लिए इंजन सामान्य रूप से स्वचालित वाहन इंजनों की तरह ही विकिरक द्वारा ठंडा किए जाते हैं। स्थिर संयंत्र के आधार पर कुछ विशिष्ट अंतर हैं - उपयुक्त शीतलन सुनिश्चित करने के लिए विकिरक में उपयुक्त वायु प्रवाह सुनिश्चित करने के लिए सावधानीपूर्वक योजना बनाई जानी चाहिए। कुछ स्थितियों में, बाष्पीकरणीय शीतलक का उपयोग शीतलन टॉवर के माध्यम से किया जाता है।

यह भी देखें

 * शीतलक
 * ऊष्मक कोर
 * अंतराशीतलक
 * आंतरिक दहन इंजन (आईसीई)
 * व्यर्थ ऊष्मा

बाहरी संबंध

 * Radiator Replacement and Troubleshooting Guides
 * How Car Cooling Systems Work
 * Powertrain Cooling Community Site