রেডিয়েটারের কুলিং সিস্টেম

যেহেতু অভ্যন্তরীণ দহন ইঞ্জিনের তাপীয় দক্ষতা অভ্যন্তরীণ তাপমাত্রার সাথে বৃদ্ধি পায়, তাই কুল্যান্টকে তার স্ফুটনাঙ্ক বাড়ানোর জন্য বায়ুমণ্ডলীয় চাপের চেয়ে বেশি চাপে রাখা হয়। একটি ক্রমাঙ্কিত চাপ-ত্রাণ ভালভ সাধারণত রেডিয়েটারের ফিল ক্যাপে অন্তর্ভুক্ত করা হয়। এই চাপ মডেলের মধ্যে পরিবর্তিত হয়, তবে সাধারণত 4 থেকে 30 psi (30 থেকে 200 kPa) পর্যন্ত হয়।

তাপমাত্রা বৃদ্ধির সাথে সাথে কুল্যান্ট সিস্টেমের চাপ বাড়লে, এটি এমন জায়গায় পৌঁছাবে যেখানে চাপ রিলিফ ভালভ অতিরিক্ত চাপকে পালাতে দেয়। সিস্টেমের তাপমাত্রা বাড়তে থাকলে এটি বন্ধ হয়ে যাবে। অতিরিক্ত ভরা রেডিয়েটরের ক্ষেত্রে (বা হেডার ট্যাঙ্ক) সামান্য তরলকে পালানোর অনুমতি দিয়ে চাপ প্রবাহিত করা হয়। এটি কেবল মাটিতে পড়ে যেতে পারে বা বায়ুমণ্ডলীয় চাপে থাকা একটি ভেন্টেড পাত্রে সংগ্রহ করা যেতে পারে। ইঞ্জিন বন্ধ হয়ে গেলে, কুলিং সিস্টেম ঠান্ডা হয় এবং তরল স্তর নেমে যায়। কিছু ক্ষেত্রে যেখানে একটি বোতলে অতিরিক্ত তরল সংগ্রহ করা হয়েছে, এটি মূল কুল্যান্ট সার্কিটে ফিরে 'চুষে' যেতে পারে। অন্য ক্ষেত্রে, এটা হয় না.

দ্বিতীয় বিশ্বযুদ্ধের আগে, ইঞ্জিন কুল্যান্ট সাধারণত সাধারণ জল ছিল। এন্টিফ্রিজ শুধুমাত্র হিমায়িত নিয়ন্ত্রণের জন্য ব্যবহৃত হত এবং এটি প্রায়শই শুধুমাত্র ঠান্ডা আবহাওয়ায় করা হত। যদি একটি ইঞ্জিনের ব্লকে সমতল জল জমা হতে থাকে তবে জল জমে যাওয়ার সাথে সাথে প্রসারিত হতে পারে। এই প্রভাবটি বরফের প্রসারণের কারণে গুরুতর অভ্যন্তরীণ ইঞ্জিনের ক্ষতি করতে পারে।

উচ্চ-ক্ষমতাসম্পন্ন বিমানের ইঞ্জিনগুলির উন্নয়নের জন্য উচ্চতর স্ফুটনাঙ্ক সহ উন্নত কুল্যান্টের প্রয়োজন, যা গ্লাইকল বা জল-গ্লাইকল মিশ্রণ গ্রহণের দিকে পরিচালিত করে। এগুলি তাদের অ্যান্টিফ্রিজ বৈশিষ্ট্যের জন্য গ্লাইকল গ্রহণের দিকে পরিচালিত করে।

অ্যালুমিনিয়াম বা মিশ্র-ধাতু ইঞ্জিনগুলির বিকাশের পর থেকে, জারা প্রতিরোধ করা আরও গুরুত্বপূর্ণ হয়ে উঠেছে অ্যান্টিফ্রিজের চেয়ে, এবং সমস্ত অঞ্চল এবং ঋতুতে।

একটি ওভারফ্লো ট্যাঙ্ক যা শুকিয়ে যায় তার ফলে কুল্যান্ট বাষ্পীভূত হতে পারে, যা ইঞ্জিনের স্থানীয় বা সাধারণ ওভারহিটিং হতে পারে। গাড়িটিকে তাপমাত্রার উপরে চলতে দেওয়া হলে মারাত্মক ক্ষতি হতে পারে। ফ্লো করা হেড গ্যাসকেট, এবং বিকৃত বা ফাটা সিলিন্ডার হেড বা সিলিন্ডার ব্লকের মতো ব্যর্থতা এর ফলে হতে পারে। কখনও কখনও কোনও সতর্কতা থাকবে না, কারণ তাপমাত্রা সেন্সর যা তাপমাত্রা পরিমাপের জন্য ডেটা সরবরাহ করে (যান্ত্রিক বা বৈদ্যুতিক) জলীয় বাষ্পের সংস্পর্শে আসে, তরল কুল্যান্ট নয়, ক্ষতিকারকভাবে মিথ্যা রিডিং প্রদান করে।

একটি গরম রেডিয়েটর খোলার ফলে সিস্টেমের চাপ কমে যায়, যা এটিকে ফুটিয়ে তুলতে পারে এবং বিপজ্জনকভাবে গরম তরল এবং বাষ্প বের করতে পারে। অতএব, রেডিয়েটর ক্যাপগুলিতে প্রায়শই এমন একটি প্রক্রিয়া থাকে যা ক্যাপটি সম্পূর্ণরূপে খোলার আগে অভ্যন্তরীণ চাপ উপশম করার চেষ্টা করে।

অটোমোবাইল ওয়াটার রেডিয়েটরের আবিষ্কার কার্ল বেঞ্জকে দায়ী করা হয়। উইলহেম মেবাচ মার্সিডিজ 35hp-এর জন্য প্রথম হানিকম্ব রেডিয়েটার ডিজাইন করেছিলেন

শীতল করার ক্ষমতা বাড়ানোর জন্য একটি গাড়ির জন্য কখনও কখনও একটি সেকেন্ড বা সহায়ক রেডিয়েটর দিয়ে সজ্জিত করা প্রয়োজন, যখন আসল রেডিয়েটারের আকার বাড়ানো যায় না। দ্বিতীয় রেডিয়েটরটি সার্কিটের প্রধান রেডিয়েটারের সাথে সিরিজে প্লাম্ব করা হয়। এই ঘটনাটি ছিল যখন অডি 100 প্রথম টার্বোচার্জ করে 200 তৈরি করে। এগুলো ইন্টারকুলারের সাথে বিভ্রান্ত করা উচিত নয়।

কিছু ইঞ্জিনে একটি তেল কুলার, ইঞ্জিন তেল ঠান্ডা করার জন্য একটি পৃথক ছোট রেডিয়েটর থাকে। স্বয়ংক্রিয় ট্রান্সমিশন সহ গাড়িগুলির প্রায়শই রেডিয়েটারের সাথে অতিরিক্ত সংযোগ থাকে, যা ট্রান্সমিশন তরলকে তার তাপ রেডিয়েটারের কুল্যান্টে স্থানান্তর করতে দেয়। এগুলি হয় তেল-এয়ার রেডিয়েটার হতে পারে, যেমন প্রধান রেডিয়েটারের একটি ছোট সংস্করণের জন্য। আরও সহজভাবে তারা তেল-জল কুলার হতে পারে, যেখানে জলের রেডিয়েটারের ভিতরে একটি তেলের পাইপ ঢোকানো হয়। যদিও জল পরিবেষ্টিত বাতাসের চেয়ে বেশি গরম, তবে এর উচ্চ তাপ পরিবাহিতা কম জটিল থেকে তুলনামূলক শীতল (সীমার মধ্যে) অফার করে এবং এইভাবে সস্তা এবং আরও নির্ভরযোগ্য [উদ্ধৃতি প্রয়োজন] তেল কুলার। কম সাধারণত, পাওয়ার স্টিয়ারিং ফ্লুইড, ব্রেক ফ্লুইড এবং অন্যান্য হাইড্রোলিক ফ্লুইডগুলিকে গাড়ির অক্সিলিয়ারি রেডিয়েটর দ্বারা ঠান্ডা করা হতে পারে।

টার্বো চার্জড বা সুপারচার্জড ইঞ্জিনে একটি ইন্টারকুলার থাকতে পারে, যা একটি এয়ার-টু-এয়ার বা এয়ার-টু-ওয়াটার রেডিয়েটর যা ইনকামিং এয়ার চার্জকে ঠান্ডা করতে ব্যবহৃত হয় - ইঞ্জিনকে ঠান্ডা করার জন্য নয়।

তরল-ঠান্ডা পিস্টন ইঞ্জিনযুক্ত বিমানের (সাধারণত রেডিয়ালের পরিবর্তে ইনলাইন ইঞ্জিন)ও রেডিয়েটার প্রয়োজন। যেহেতু এয়ারস্পিড গাড়ির তুলনায় বেশি, তাই এগুলিকে ফ্লাইটে দক্ষতার সাথে ঠান্ডা করা হয় এবং তাই বড় এলাকা বা কুলিং ফ্যানের প্রয়োজন হয় না। অনেক উচ্চ-ক্ষমতাসম্পন্ন উড়োজাহাজ মাটিতে অলস থাকার সময় চরম অত্যধিক উত্তাপের সমস্যায় ভোগে - একটি স্পিটফায়ারের জন্য মাত্র সাত মিনিট। এটি এখনকার ফর্মুলা 1 গাড়ির মতোই, যখন ইঞ্জিন চলার সাথে গ্রিডে থামানো হয় তখন অতিরিক্ত গরম হওয়া রোধ করতে তাদের রেডিয়েটর পডগুলিতে নালীযুক্ত বাতাসের প্রয়োজন হয়।

কুলিং সিস্টেমের নকশা সহ বিমানের নকশায় ড্র্যাগ হ্রাস করা একটি প্রধান লক্ষ্য। একটি সারফেস-মাউন্টেড রেডিয়েটর দ্বারা মধুচক্র কোর (অনেক সারফেস, সারফেস থেকে আয়তনের উচ্চ অনুপাত সহ) প্রতিস্থাপন করার জন্য একটি বিমানের প্রচুর বায়ুপ্রবাহের সুবিধা নেওয়া ছিল একটি প্রাথমিক কৌশল। এটি ফিউজলেজ বা ডানার ত্বকে মিশ্রিত একটি একক পৃষ্ঠ ব্যবহার করে, এই পৃষ্ঠের পিছনের পাইপের মধ্য দিয়ে প্রবাহিত কুল্যান্টের সাথে। এই ধরনের নকশা বেশিরভাগই প্রথম বিশ্বযুদ্ধের বিমানে দেখা গেছে।

যেহেতু তারা এয়ারস্পিডের উপর এতটাই নির্ভরশীল, তাই স্থলভাগে চলার সময় পৃষ্ঠের রেডিয়েটারগুলি অতিরিক্ত গরম হওয়ার প্রবণতা বেশি। রেসিং এয়ারক্রাফ্ট যেমন সুপারমেরিন S.6B, একটি রেসিং সীপ্লেন যার রেডিয়েটারগুলি এর ফ্লোটের উপরের পৃষ্ঠে তৈরি করা হয়েছে, তাদের কর্মক্ষমতার প্রধান সীমা হিসাবে "তাপমাত্রা পরিমাপক যন্ত্রে উড়ে যাওয়া" হিসাবে বর্ণনা করা হয়েছে।

সারফেস রেডিয়েটারগুলি কয়েকটি উচ্চ-গতির রেসিং কার দ্বারাও ব্যবহার করা হয়েছে, যেমন 1928 সালের ম্যালকম ক্যাম্পবেলের ব্লু বার্ড।

এটি সাধারণত বেশিরভাগ কুলিং সিস্টেমের একটি সীমাবদ্ধতা যে শীতল তরলকে ফুটতে দেওয়া হয় না, কারণ প্রবাহে গ্যাস পরিচালনা করার প্রয়োজন নকশাকে ব্যাপকভাবে জটিল করে তোলে। একটি জল শীতল ব্যবস্থার জন্য, এর মানে হল যে তাপ স্থানান্তরের সর্বাধিক পরিমাণ জলের নির্দিষ্ট তাপ ক্ষমতা এবং পরিবেষ্টিত এবং 100 ডিগ্রি সেলসিয়াসের মধ্যে তাপমাত্রার পার্থক্য দ্বারা সীমাবদ্ধ। এটি শীতকালে বা উচ্চতর উচ্চতায় যেখানে তাপমাত্রা কম থাকে সেখানে আরও কার্যকর শীতলতা প্রদান করে।

আরেকটি প্রভাব যা বিমানের শীতলকরণে বিশেষভাবে গুরুত্বপূর্ণ তা হল নির্দিষ্ট তাপ ক্ষমতার পরিবর্তন হয় এবং স্ফুটনাঙ্ক চাপের সাথে হ্রাস পায় এবং এই চাপ তাপমাত্রা হ্রাসের চেয়ে উচ্চতার সাথে আরও দ্রুত পরিবর্তিত হয়। এইভাবে, সাধারণত, তরল কুলিং সিস্টেমগুলি বিমানে ওঠার সাথে সাথে ক্ষমতা হারায়। 1930-এর দশকে এটি কর্মক্ষমতার একটি প্রধান সীমা ছিল যখন টার্বোসুপারচার্জারের প্রবর্তন প্রথম 15,000 ফুটের বেশি উচ্চতায় সুবিধাজনক ভ্রমণের অনুমতি দেয় এবং শীতল নকশা গবেষণার একটি প্রধান ক্ষেত্র হয়ে ওঠে।

এই সমস্যার সবচেয়ে সুস্পষ্ট এবং সাধারণ সমাধান ছিল চাপের মধ্যে পুরো কুলিং সিস্টেম চালানো। এটি একটি ধ্রুবক মূল্যে নির্দিষ্ট তাপ ক্ষমতা বজায় রাখে, যখন বাইরের বায়ু তাপমাত্রা ক্রমাগত হ্রাস পায়। এই ধরনের সিস্টেমগুলি আরোহণের সাথে সাথে শীতল করার ক্ষমতা উন্নত করে। বেশিরভাগ ব্যবহারের জন্য, এটি উচ্চ-পারফরম্যান্স পিস্টন ইঞ্জিনগুলিকে শীতল করার সমস্যার সমাধান করেছে এবং দ্বিতীয় বিশ্বযুদ্ধের প্রায় সমস্ত তরল-ঠান্ডা বিমান ইঞ্জিন এই সমাধানটি ব্যবহার করেছিল।

যাইহোক, চাপযুক্ত সিস্টেমগুলিও আরও জটিল ছিল, এবং ক্ষতির জন্য অনেক বেশি সংবেদনশীল - যেহেতু শীতল তরল চাপের মধ্যে ছিল, এমনকি একটি একক রাইফেল-ক্যালিবার বুলেটের গর্তের মতো কুলিং সিস্টেমের সামান্য ক্ষতিও তরলটি দ্রুত স্প্রে করতে পারে। গর্ত. কুলিং সিস্টেমের ব্যর্থতা ইঞ্জিনের ব্যর্থতার প্রধান কারণ ছিল।

যদিও বাষ্প পরিচালনা করতে সক্ষম এমন একটি বিমানের রেডিয়েটর তৈরি করা আরও কঠিন, তবে এটি কোনওভাবেই অসম্ভব নয়। মূল প্রয়োজনীয়তা হল এমন একটি সিস্টেম প্রদান করা যা বাষ্পকে আবার পাম্পে ফেরত দেওয়ার আগে এবং কুলিং লুপ সম্পূর্ণ করার আগে তরলে ঘনীভূত করে। এই ধরনের একটি সিস্টেম বাষ্পীভবনের নির্দিষ্ট তাপের সুবিধা নিতে পারে, যা পানির ক্ষেত্রে তরল আকারে নির্দিষ্ট তাপ ক্ষমতার পাঁচ গুণ। বাষ্পকে অতি উত্তপ্ত হতে দিয়ে অতিরিক্ত লাভ হতে পারে। এই ধরনের সিস্টেম, বাষ্পীভবন কুলার হিসাবে পরিচিত, 1930-এর দশকে যথেষ্ট গবেষণার বিষয় ছিল।

দুটি কুলিং সিস্টেম বিবেচনা করুন যা অন্যথায় একই রকম, 20 ডিগ্রি সেলসিয়াসের পরিবেষ্টিত বায়ু তাপমাত্রায় কাজ করে। একটি সম্পূর্ণ-তরল নকশা 30 °C এবং 90 °C এর মধ্যে কাজ করতে পারে, তাপ বহন করার জন্য 60 °C তাপমাত্রার পার্থক্য প্রদান করে। একটি বাষ্পীভবন কুলিং সিস্টেম 80 °C এবং 110 °C এর মধ্যে কাজ করতে পারে। প্রথম নজরে এটি তাপমাত্রার পার্থক্য অনেক কম বলে মনে হয়, কিন্তু এই বিশ্লেষণটি 500 °C এর সমতুল্য বাষ্প তৈরির সময় প্রচুর পরিমাণে তাপ শক্তির ভিজে যাওয়াকে উপেক্ষা করে। কার্যত, বাষ্পীভূত সংস্করণটি 80 °C এবং 560 °C এর মধ্যে কাজ করছে, একটি 480 °C কার্যকর তাপমাত্রার পার্থক্য। এই ধরনের ব্যবস্থা অনেক কম পরিমাণে জলের সাথেও কার্যকর হতে পারে।

বাষ্পীভবন কুলিং সিস্টেমের নেতিবাচক দিক হল কনডেন্সারগুলির ক্ষেত্র যা বাষ্পকে স্ফুটনাঙ্কের নীচে ঠান্ডা করার জন্য প্রয়োজনীয়। যেহেতু বাষ্প পানির তুলনায় অনেক কম ঘন, তাই বাষ্পকে শীতল করার জন্য পর্যাপ্ত বায়ুপ্রবাহ সরবরাহ করার জন্য একটি অনুরূপভাবে বৃহত্তর পৃষ্ঠতলের প্রয়োজন হয়। 1933 সালের Rolls-Royce Goshawk ডিজাইনে প্রচলিত রেডিয়েটর-সদৃশ কনডেনসার ব্যবহার করা হয়েছে এবং এই নকশাটি টেনে আনার জন্য একটি গুরুতর সমস্যা হিসেবে প্রমাণিত হয়েছে। জার্মানিতে, গুন্টার ভাইরা বিমানের ডানা, ফুসেলেজ এবং এমনকি রাডার জুড়ে ছড়িয়ে থাকা বাষ্পীভবন শীতলকরণ এবং পৃষ্ঠের রেডিয়েটারগুলির সমন্বয়ে একটি বিকল্প নকশা তৈরি করেছিলেন। বেশ কিছু বিমান তাদের ডিজাইন ব্যবহার করে তৈরি করা হয়েছিল এবং অসংখ্য কার্যক্ষমতার রেকর্ড স্থাপন করেছে, বিশেষ করে হেইনকেল হি 119 এবং হেইনকেল হি 100। যাইহোক, এই সিস্টেমগুলিতে স্প্রেড-আউট রেডিয়েটর থেকে তরল ফেরত দেওয়ার জন্য অসংখ্য পাম্পের প্রয়োজন ছিল এবং সঠিকভাবে চলতে থাকা অত্যন্ত কঠিন বলে প্রমাণিত হয়েছিল। , এবং যুদ্ধের ক্ষতির জন্য অনেক বেশি সংবেদনশীল ছিল। এই সিস্টেমের বিকাশের প্রচেষ্টা সাধারণত 1940 সালের মধ্যে পরিত্যক্ত হয়ে যায়। ইথিলিন গ্লাইকোল ভিত্তিক কুল্যান্টের ব্যাপক প্রাপ্যতার কারণে বাষ্পীভবন শীতলকরণের প্রয়োজনীয়তা শীঘ্রই প্রত্যাখ্যান করা হয়েছিল, যার নির্দিষ্ট তাপ কম ছিল, কিন্তু পানির তুলনায় অনেক বেশি ফুটন্ত বিন্দু।

একটি নালীতে থাকা একটি বিমানের রেডিয়েটর মধ্য দিয়ে যাওয়া বাতাসকে উত্তপ্ত করে, যার ফলে বাতাস প্রসারিত হয় এবং বেগ অর্জন করে। একে বলা হয় মেরেডিথ ইফেক্ট, এবং ভালো-ডিজাইন করা লো-ড্র্যাগ রেডিয়েটর সহ উচ্চ-ক্ষমতাসম্পন্ন পিস্টন বিমান (বিশেষ করে P-51 Mustang) এটি থেকে থ্রাস্ট বের করে। থ্রাস্টটি যথেষ্ট তাৎপর্যপূর্ণ ছিল যাতে রেডিয়েটরটি যে নালীতে আবদ্ধ ছিল তার ড্র্যাগ অফসেট করে এবং বিমানটিকে শূন্য কুলিং ড্র্যাগ অর্জন করতে দেয়। এক পর্যায়ে, এমনকি সুপারমেরিন স্পিটফায়ারকে একটি আফটারবার্নার দিয়ে সজ্জিত করার পরিকল্পনা ছিল, রেডিয়েটারের পরে নিষ্কাশন নালীতে জ্বালানী প্রবেশ করানো এবং এটিকে জ্বালানোর মাধ্যমে [উদ্ধৃতি প্রয়োজন]। প্রধান জ্বলন চক্রের নিচের দিকে ইঞ্জিনে অতিরিক্ত জ্বালানি ইনজেকশনের মাধ্যমে আফটারবার্নিং অর্জন করা হয়।