అంతర్గత దహన యంత్రాల యొక్క ఉష్ణ సామర్థ్యం అంతర్గత ఉష్ణోగ్రతతో పెరుగుతుంది కాబట్టి, శీతలకరణి దాని మరిగే బిందువును పెంచడానికి వాతావరణ పీడనం కంటే ఎక్కువ వద్ద ఉంచబడుతుంది. క్రమాంకనం చేయబడిన ఒత్తిడి-ఉపశమన వాల్వ్ సాధారణంగా రేడియేటర్ యొక్క పూరక టోపీలో చేర్చబడుతుంది. ఈ పీడనం నమూనాల మధ్య మారుతూ ఉంటుంది, కానీ సాధారణంగా 4 నుండి 30 psi (30 నుండి 200 kPa) వరకు ఉంటుంది.[4]
ఉష్ణోగ్రత పెరుగుదలతో శీతలకరణి వ్యవస్థ ఒత్తిడి పెరిగేకొద్దీ, ఒత్తిడి ఉపశమన వాల్వ్ అదనపు పీడనాన్ని తప్పించుకోవడానికి అనుమతించే స్థానానికి చేరుకుంటుంది. సిస్టమ్ ఉష్ణోగ్రత పెరగడం ఆగిపోయినప్పుడు ఇది ఆగిపోతుంది. అధికంగా నిండిన రేడియేటర్ (లేదా హెడర్ ట్యాంక్) విషయంలో కొద్దిగా ద్రవాన్ని తప్పించుకోవడానికి అనుమతించడం ద్వారా ఒత్తిడిని వెదజల్లుతుంది. ఇది కేవలం నేలపైకి ప్రవహించవచ్చు లేదా వాతావరణ పీడనం వద్ద ఉండే గాలితో కూడిన కంటైనర్‌లో సేకరించబడుతుంది. ఇంజిన్ స్విచ్ ఆఫ్ అయినప్పుడు, శీతలీకరణ వ్యవస్థ చల్లబడుతుంది మరియు ద్రవ స్థాయి పడిపోతుంది. ఒక సీసాలో అదనపు ద్రవం సేకరించబడిన కొన్ని సందర్భాల్లో, ఇది ప్రధాన శీతలకరణి సర్క్యూట్‌లోకి తిరిగి 'సక్' చేయబడవచ్చు. ఇతర సందర్భాల్లో, అది కాదు.
రెండవ ప్రపంచ యుద్ధానికి ముందు, ఇంజిన్ శీతలకరణి సాధారణంగా సాదా నీరు. యాంటీఫ్రీజ్ గడ్డకట్టడాన్ని నియంత్రించడానికి మాత్రమే ఉపయోగించబడింది మరియు ఇది తరచుగా చల్లని వాతావరణంలో మాత్రమే చేయబడుతుంది. ఇంజిన్ యొక్క బ్లాక్‌లో సాధారణ నీటిని గడ్డకట్టడానికి వదిలివేస్తే, అది ఘనీభవించినప్పుడు నీరు విస్తరించవచ్చు. మంచు విస్తరించడం వల్ల ఈ ప్రభావం తీవ్రమైన అంతర్గత ఇంజిన్ దెబ్బతినవచ్చు.
అధిక-పనితీరు గల ఎయిర్‌క్రాఫ్ట్ ఇంజన్‌లలో అభివృద్ధికి అధిక మరిగే బిందువులతో మెరుగైన శీతలకరణి అవసరం, ఇది గ్లైకాల్ లేదా వాటర్-గ్లైకాల్ మిశ్రమాలను స్వీకరించడానికి దారితీసింది. ఇవి యాంటీఫ్రీజ్ లక్షణాల కోసం గ్లైకాల్‌లను స్వీకరించడానికి దారితీశాయి.
అల్యూమినియం లేదా మిక్స్‌డ్-మెటల్ ఇంజిన్‌ల అభివృద్ధి నుండి, తుప్పు నిరోధం యాంటీఫ్రీజ్ కంటే చాలా ముఖ్యమైనదిగా మారింది మరియు అన్ని ప్రాంతాలు మరియు సీజన్లలో.
డ్రైగా నడిచే ఓవర్‌ఫ్లో ట్యాంక్ శీతలకరణి ఆవిరికి దారితీయవచ్చు, ఇది ఇంజిన్ యొక్క స్థానికీకరించబడిన లేదా సాధారణ వేడెక్కడానికి కారణమవుతుంది. వాహనం ఉష్ణోగ్రత కంటే ఎక్కువ నడపడానికి అనుమతించినట్లయితే తీవ్రమైన నష్టం సంభవించవచ్చు. బ్లోన్ హెడ్ రబ్బరు పట్టీలు మరియు వార్ప్డ్ లేదా క్రాక్ అయిన సిలిండర్ హెడ్‌లు లేదా సిలిండర్ బ్లాక్‌లు వంటి వైఫల్యాలు ఫలితంగా ఉండవచ్చు. కొన్నిసార్లు ఎటువంటి హెచ్చరిక ఉండదు, ఎందుకంటే ఉష్ణోగ్రత గేజ్ (మెకానికల్ లేదా ఎలక్ట్రికల్) కోసం డేటాను అందించే ఉష్ణోగ్రత సెన్సార్ నీటి ఆవిరికి గురవుతుంది, ద్రవ శీతలకరణి కాదు, హానికరమైన తప్పుడు రీడింగ్‌ను అందిస్తుంది.
వేడి రేడియేటర్‌ను తెరవడం వలన సిస్టమ్ ఒత్తిడి పడిపోతుంది, ఇది ప్రమాదకరమైన వేడి ద్రవం మరియు ఆవిరిని ఉడకబెట్టడానికి మరియు బయటకు పంపడానికి కారణం కావచ్చు. అందువల్ల, రేడియేటర్ టోపీలు తరచుగా టోపీని పూర్తిగా తెరవడానికి ముందు అంతర్గత ఒత్తిడిని తగ్గించడానికి ప్రయత్నించే యంత్రాంగాన్ని కలిగి ఉంటాయి.
ఆటోమొబైల్ వాటర్ రేడియేటర్ యొక్క ఆవిష్కరణ కార్ల్ బెంజ్‌కు ఆపాదించబడింది. విల్హెల్మ్ మేబ్యాక్ మెర్సిడెస్ 35hp కోసం మొదటి తేనెగూడు రేడియేటర్‌ను రూపొందించారు
అసలు రేడియేటర్ యొక్క పరిమాణాన్ని పెంచలేనప్పుడు, శీతలీకరణ సామర్థ్యాన్ని పెంచడానికి కారులో రెండవ లేదా సహాయక రేడియేటర్‌ను అమర్చడం కొన్నిసార్లు అవసరం. రెండవ రేడియేటర్ సర్క్యూట్‌లోని ప్రధాన రేడియేటర్‌తో సిరీస్‌లో ప్లంబ్ చేయబడింది. ఆడి 100 మొదట టర్బోఛార్జ్ చేయబడి 200ని సృష్టించినప్పుడు ఇది జరిగింది. వీటిని ఇంటర్‌కూలర్‌లతో అయోమయం చేయకూడదు.
కొన్ని ఇంజన్లు ఆయిల్ కూలర్‌ను కలిగి ఉంటాయి, ఇంజిన్ ఆయిల్‌ను చల్లబరచడానికి ఒక ప్రత్యేక చిన్న రేడియేటర్. ఆటోమేటిక్ ట్రాన్స్‌మిషన్ ఉన్న కార్లు తరచుగా రేడియేటర్‌కు అదనపు కనెక్షన్‌లను కలిగి ఉంటాయి, ప్రసార ద్రవం దాని వేడిని రేడియేటర్‌లోని శీతలకరణికి బదిలీ చేయడానికి అనుమతిస్తుంది. ప్రధాన రేడియేటర్ యొక్క చిన్న వెర్షన్ కోసం ఇవి ఆయిల్-ఎయిర్ రేడియేటర్లు కావచ్చు. మరింత సరళంగా అవి చమురు-నీటి కూలర్లు కావచ్చు, ఇక్కడ నీటి రేడియేటర్ లోపల చమురు పైపు చొప్పించబడుతుంది. పరిసర గాలి కంటే నీరు వేడిగా ఉన్నప్పటికీ, దాని అధిక ఉష్ణ వాహకత తక్కువ కాంప్లెక్స్‌తో పోల్చదగిన శీతలీకరణను (పరిమితులలోపు) అందిస్తుంది మరియు తద్వారా చౌకగా మరియు మరింత నమ్మదగిన[citation needed] ఆయిల్ కూలర్. తక్కువ సాధారణంగా, పవర్ స్టీరింగ్ ఫ్లూయిడ్, బ్రేక్ ఫ్లూయిడ్ మరియు ఇతర హైడ్రాలిక్ ద్రవాలు వాహనంపై ఉండే సహాయక రేడియేటర్ ద్వారా చల్లబడతాయి.
టర్బో ఛార్జ్ చేయబడిన లేదా సూపర్ఛార్జ్డ్ ఇంజన్లు ఒక ఇంటర్‌కూలర్‌ను కలిగి ఉండవచ్చు, ఇది గాలి నుండి గాలికి లేదా గాలి నుండి నీటికి వచ్చే రేడియేటర్, ఇన్‌కమింగ్ ఎయిర్ ఛార్జ్‌ను చల్లబరుస్తుంది-ఇంజిన్‌ను చల్లబరచడానికి కాదు.
లిక్విడ్-కూల్డ్ పిస్టన్ ఇంజిన్‌లతో కూడిన ఎయిర్‌క్రాఫ్ట్‌లకు (సాధారణంగా రేడియల్ కాకుండా ఇన్‌లైన్ ఇంజిన్‌లు) కూడా రేడియేటర్లు అవసరం. కార్ల కంటే వాయువేగం ఎక్కువగా ఉన్నందున, ఇవి విమానంలో సమర్ధవంతంగా చల్లబడతాయి మరియు పెద్ద ప్రాంతాలు లేదా శీతలీకరణ ఫ్యాన్లు అవసరం లేదు. అయితే అనేక అధిక-పనితీరు గల విమానాలు నేలపై పనిలేకుండా ఉన్నప్పుడు తీవ్రమైన వేడెక్కడం సమస్యలను ఎదుర్కొంటాయి - స్పిట్‌ఫైర్ కోసం కేవలం ఏడు నిమిషాలు.[6] ఇది నేటి ఫార్ములా 1 కార్ల మాదిరిగానే ఉంటుంది, ఇంజిన్‌లు నడుస్తున్నప్పుడు గ్రిడ్‌పై ఆపివేసినప్పుడు, వేడెక్కకుండా నిరోధించడానికి వాటి రేడియేటర్ పాడ్‌లలోకి బలవంతంగా డక్ట్ చేయబడిన గాలి అవసరం.
శీతలీకరణ వ్యవస్థల రూపకల్పనతో సహా విమాన రూపకల్పనలో డ్రాగ్‌ని తగ్గించడం ప్రధాన లక్ష్యం. ఉపరితలంపై అమర్చబడిన రేడియేటర్ ద్వారా తేనెగూడు కోర్ (అనేక ఉపరితలాలు, ఉపరితలం నుండి వాల్యూమ్ యొక్క అధిక నిష్పత్తితో) భర్తీ చేయడానికి విమానం యొక్క సమృద్ధిగా వాయుప్రసరణను ఉపయోగించుకోవడం ప్రారంభ సాంకేతికత. ఇది ఫ్యూజ్‌లేజ్ లేదా రెక్కల చర్మంలో మిళితం చేయబడిన ఒకే ఉపరితలాన్ని ఉపయోగిస్తుంది, శీతలకరణి ఈ ఉపరితలం వెనుక భాగంలో పైపుల ద్వారా ప్రవహిస్తుంది. మొదటి ప్రపంచ యుద్ధ విమానాలలో ఇటువంటి నమూనాలు ఎక్కువగా కనిపించాయి.
అవి వాయువేగంపై ఆధారపడి ఉంటాయి కాబట్టి, ఉపరితల రేడియేటర్లు భూమిలో నడుస్తున్నప్పుడు వేడెక్కడానికి మరింత అవకాశం ఉంది. సూపర్‌మెరైన్ S.6B వంటి రేసింగ్ ఎయిర్‌క్రాఫ్ట్, దాని ఫ్లోట్‌ల ఎగువ ఉపరితలాల్లో రేడియేటర్‌లతో నిర్మించబడిన రేసింగ్ సీప్లేన్, వాటి పనితీరుపై ప్రధాన పరిమితిగా "ఉష్ణోగ్రత గేజ్‌పై ఎగురవేయడం"గా వర్ణించబడింది.[7]
మాల్కం కాంప్‌బెల్ యొక్క బ్లూ బర్డ్ ఆఫ్ 1928 వంటి కొన్ని హై-స్పీడ్ రేసింగ్ కార్లు కూడా సర్ఫేస్ రేడియేటర్‌లను ఉపయోగించాయి.
శీతలీకరణ ద్రవాన్ని ఉడకబెట్టడం అనుమతించబడదని సాధారణంగా చాలా శీతలీకరణ వ్యవస్థల పరిమితి, ప్రవాహంలో వాయువును నిర్వహించాల్సిన అవసరం డిజైన్‌ను బాగా క్లిష్టతరం చేస్తుంది. నీటి శీతలీకరణ వ్యవస్థ కోసం, నీటి యొక్క నిర్దిష్ట ఉష్ణ సామర్థ్యం మరియు పరిసర మరియు 100 °C మధ్య ఉష్ణోగ్రతలో వ్యత్యాసం ద్వారా గరిష్ట ఉష్ణ బదిలీ పరిమితం చేయబడుతుంది. ఇది శీతాకాలంలో లేదా ఉష్ణోగ్రతలు తక్కువగా ఉన్న ఎత్తైన ప్రదేశాలలో మరింత ప్రభావవంతమైన శీతలీకరణను అందిస్తుంది.
విమానం శీతలీకరణలో ముఖ్యంగా ముఖ్యమైన మరొక ప్రభావం ఏమిటంటే, నిర్దిష్ట ఉష్ణ సామర్థ్యం మారుతుంది మరియు మరిగే స్థానం ఒత్తిడితో తగ్గుతుంది మరియు ఈ పీడనం ఉష్ణోగ్రతలో తగ్గుదల కంటే ఎత్తుతో మరింత వేగంగా మారుతుంది. అందువల్ల, సాధారణంగా, విమానం ఎక్కేటప్పుడు ద్రవ శీతలీకరణ వ్యవస్థలు సామర్థ్యాన్ని కోల్పోతాయి. 1930లలో టర్బోసూపర్‌ఛార్జర్‌ల పరిచయం 15,000 అడుగుల కంటే ఎక్కువ ఎత్తులో సౌకర్యవంతమైన ప్రయాణాన్ని అనుమతించినప్పుడు ఇది పనితీరుపై ఒక ప్రధాన పరిమితి, మరియు శీతలీకరణ రూపకల్పన పరిశోధన యొక్క ప్రధాన ప్రాంతంగా మారింది.
ఈ సమస్యకు అత్యంత స్పష్టమైన మరియు సాధారణమైన పరిష్కారం మొత్తం శీతలీకరణ వ్యవస్థను ఒత్తిడిలో అమలు చేయడం. ఇది నిర్దిష్ట ఉష్ణ సామర్థ్యాన్ని స్థిరమైన విలువలో నిర్వహించింది, బయట గాలి ఉష్ణోగ్రత తగ్గుతూనే ఉంది. అటువంటి వ్యవస్థలు పైకి ఎక్కేటప్పుడు శీతలీకరణ సామర్థ్యాన్ని మెరుగుపరుస్తాయి. చాలా ఉపయోగాల కోసం, ఇది అధిక-పనితీరు గల పిస్టన్ ఇంజిన్‌లను శీతలీకరించే సమస్యను పరిష్కరించింది మరియు రెండవ ప్రపంచ యుద్ధం కాలంలో దాదాపు అన్ని లిక్విడ్-కూల్డ్ ఎయిర్‌క్రాఫ్ట్ ఇంజిన్‌లు ఈ పరిష్కారాన్ని ఉపయోగించాయి.
అయినప్పటికీ, పీడన వ్యవస్థలు కూడా చాలా క్లిష్టంగా ఉంటాయి మరియు దెబ్బతినే అవకాశం ఉంది - శీతలీకరణ ద్రవం ఒత్తిడికి లోనవుతుంది, శీతలీకరణ వ్యవస్థలో ఒకే రైఫిల్-క్యాలిబర్ బుల్లెట్ రంధ్రం వంటి చిన్న నష్టం కూడా, ద్రవం వేగంగా బయటకు స్ప్రే అయ్యేలా చేస్తుంది. రంధ్రం. శీతలీకరణ వ్యవస్థల వైఫల్యాలు, ఇంజిన్ వైఫల్యాలకు ప్రధాన కారణం.
ఆవిరిని నిర్వహించగలిగే ఎయిర్‌క్రాఫ్ట్ రేడియేటర్‌ను నిర్మించడం చాలా కష్టమైనప్పటికీ, అది అసాధ్యం కాదు. ఆవిరిని తిరిగి పంపుల్లోకి పంపి, శీతలీకరణ లూప్‌ను పూర్తి చేసే ముందు దానిని ద్రవ రూపంలోకి మార్చే వ్యవస్థను అందించడం కీలకమైన అవసరం. అటువంటి వ్యవస్థ ఆవిరి యొక్క నిర్దిష్ట వేడిని సద్వినియోగం చేసుకోగలదు, నీటి విషయంలో ద్రవ రూపంలోని నిర్దిష్ట ఉష్ణ సామర్థ్యం కంటే ఐదు రెట్లు ఉంటుంది. ఆవిరిని సూపర్ హీట్ చేయడానికి అనుమతించడం ద్వారా అదనపు లాభాలు పొందవచ్చు. బాష్పీభవన కూలర్లు అని పిలువబడే ఇటువంటి వ్యవస్థలు 1930 లలో గణనీయమైన పరిశోధన యొక్క అంశం.
20 °C పరిసర గాలి ఉష్ణోగ్రత వద్ద పనిచేసే రెండు శీతలీకరణ వ్యవస్థలను పరిగణించండి. ఆల్-లిక్విడ్ డిజైన్ 30 °C మరియు 90 °C మధ్య పనిచేయవచ్చు, ఇది వేడిని తీసుకువెళ్లడానికి 60 °C ఉష్ణోగ్రత వ్యత్యాసాన్ని అందిస్తుంది. బాష్పీభవన శీతలీకరణ వ్యవస్థ 80 °C మరియు 110 °C మధ్య పనిచేయవచ్చు. మొదటి చూపులో ఇది చాలా తక్కువ ఉష్ణోగ్రత వ్యత్యాసంగా కనిపిస్తుంది, అయితే ఈ విశ్లేషణ ఆవిరి ఉత్పత్తి సమయంలో 500 °Cకి సమానమైన అపారమైన ఉష్ణ శక్తిని విస్మరిస్తుంది. ప్రభావంలో, బాష్పీభవన సంస్కరణ 80 °C మరియు 560 °C మధ్య పనిచేస్తోంది, 480 °C ప్రభావవంతమైన ఉష్ణోగ్రత వ్యత్యాసం. ఇటువంటి వ్యవస్థ చాలా తక్కువ మొత్తంలో నీటితో కూడా ప్రభావవంతంగా ఉంటుంది.
బాష్పీభవన శీతలీకరణ వ్యవస్థ యొక్క ప్రతికూలత ఏమిటంటే, ఆవిరిని మరిగే బిందువు క్రింద తిరిగి చల్లబరచడానికి అవసరమైన కండెన్సర్‌ల ప్రాంతం. నీటి కంటే ఆవిరి చాలా తక్కువ సాంద్రత కలిగి ఉంటుంది కాబట్టి, ఆవిరిని తిరిగి చల్లబరచడానికి తగినంత వాయు ప్రవాహాన్ని అందించడానికి తదనుగుణంగా పెద్ద ఉపరితల వైశాల్యం అవసరం. 1933 నాటి రోల్స్ రాయిస్ గోషాక్ డిజైన్ సాంప్రదాయ రేడియేటర్ లాంటి కండెన్సర్‌లను ఉపయోగించింది మరియు ఈ డిజైన్ డ్రాగ్‌కు తీవ్రమైన సమస్యగా నిరూపించబడింది. జర్మనీలో, గుంటర్ సోదరులు బాష్పీభవన శీతలీకరణ మరియు ఉపరితల రేడియేటర్‌లను కలిపి విమానం రెక్కలు, ఫ్యూజ్‌లేజ్ మరియు చుక్కాని కూడా విస్తరించి ఒక ప్రత్యామ్నాయ రూపకల్పనను అభివృద్ధి చేశారు. అనేక విమానాలు వాటి డిజైన్‌ను ఉపయోగించి నిర్మించబడ్డాయి మరియు అనేక పనితీరు రికార్డులను నెలకొల్పాయి, ముఖ్యంగా హీంకెల్ హీ 119 మరియు హీంకెల్ హీ 100. అయితే, ఈ వ్యవస్థలకు స్ప్రెడ్-అవుట్ రేడియేటర్‌ల నుండి ద్రవాన్ని తిరిగి ఇవ్వడానికి అనేక పంపులు అవసరం మరియు సరిగ్గా అమలు చేయడం చాలా కష్టమని నిరూపించబడింది. , మరియు యుద్ధ నష్టానికి చాలా ఎక్కువ అవకాశం ఉంది. ఈ వ్యవస్థను అభివృద్ధి చేసే ప్రయత్నాలు సాధారణంగా 1940 నాటికి విరమించబడ్డాయి. ఇథిలీన్ గ్లైకాల్ ఆధారిత శీతలకరణి యొక్క విస్తృతమైన లభ్యత కారణంగా బాష్పీభవన శీతలీకరణ అవసరం త్వరలో తిరస్కరించబడింది, ఇది తక్కువ నిర్దిష్ట వేడిని కలిగి ఉంటుంది, కానీ నీటి కంటే ఎక్కువ మరిగే స్థానం.
ఒక వాహికలో ఉన్న ఒక ఎయిర్‌క్రాఫ్ట్ రేడియేటర్ దాని గుండా వెళుతున్న గాలిని వేడి చేస్తుంది, దీని వలన గాలి విస్తరిస్తుంది మరియు వేగాన్ని పొందుతుంది. దీనిని మెరెడిత్ ప్రభావం అని పిలుస్తారు మరియు బాగా-రూపకల్పన చేయబడిన తక్కువ-డ్రాగ్ రేడియేటర్‌లతో కూడిన అధిక-పనితీరు గల పిస్టన్ విమానం (ముఖ్యంగా P-51 ముస్టాంగ్) దీని నుండి థ్రస్ట్‌ను పొందుతుంది. రేడియేటర్ జతచేయబడిన వాహిక యొక్క డ్రాగ్‌ను ఆఫ్‌సెట్ చేయడానికి తగినంత థ్రస్ట్ ముఖ్యమైనది మరియు విమానం సున్నా శీతలీకరణ డ్రాగ్‌ను సాధించడానికి అనుమతించింది. ఒకానొక సమయంలో, రేడియేటర్ తర్వాత ఎగ్జాస్ట్ డక్ట్‌లోకి ఇంధనాన్ని ఇంజెక్ట్ చేయడం ద్వారా మరియు దానిని మండించడం ద్వారా సూపర్‌మెరైన్ స్పిట్‌ఫైర్‌ను ఆఫ్టర్‌బర్నర్‌తో సన్నద్ధం చేయాలనే ప్రణాళికలు కూడా ఉన్నాయి[citation needed]. ప్రధాన దహన చక్రం దిగువన ఉన్న ఇంజిన్‌లోకి అదనపు ఇంధనాన్ని ఇంజెక్ట్ చేయడం ద్వారా ఆఫ్టర్‌బర్నింగ్ సాధించబడుతుంది.
