Читать книгу Охлаждение, или Внутренняя аэродинамика: стопами Кэрролла Смита. Повесть о балансе. Книга 5 онлайн

Задача инженера-конструктора, минимизируя такие вводные, как вес и фронтальное сопротивление, – сбалансировать спорткар, добившись его максимального перфоманса. И сегодня – с точки зрения охлаждения и внутренней аэродинамики.

Теплообменник: А почему не радиатор?

Зададимся вопросом: чего мы хотим? – А мы, собственно, пытаемся передать определенный процент тепла двух охлаждающих жидкостей – воздушному потоку. Любая передача тепла между двумя жидкостями прямо пропорциональна средней разнице температур между ними; площади поверхности, их разделяющей, и объему этих жидкостей. Другими словами, чтобы качественно улучшить охлаждение, мы должны или увеличить площадь поверхности одной/обеих сторон теплообменника, или объем воздушного потока, проходящего через него в единицу времени. Максимальная площадь поверхности зависит от конструкции теплообменника. С этого аспекта мы и начнем.

Очевидно, что мы хотим получить максимальную площадь охлаждения при минимальных физических размерах. Оптимизировав систему трубок для подачи жидкости и "соты" теплообменника, мы можем увеличить площадь его поверхности в десятки раз. И при этом сохранить эффективный поток воздуха. Естественно, что это не так-то просто ("так-то просто" никогда не бывает). Эффективная конструкция подразумевает наличие узких и многочисленных каналов для подачи воздуха; а также близкую к идеальной теплопередачу между гидравлическими трубками и воздушными "сотами". Проектировщик должен иметь четкое представление о вязкости и других характеристиках жидкостей. Он обязан предполагать ожидаемый перепад температур между ними. Словом, держать в голове все условия, в которых предстоит работать теплообменнику.

Послушаем Кэрролла Смита: "Все вышесказанное означает, что проектирование теплообменников – работа специалистов. Это также означает, что эффективные теплообменники разрабатываются для конкретных применений (узлов и агрегатов). Или, по крайней мере, для конкретных типов применений. Именно по этой причине, например, большие "кулеры" для автоматической коробки передач, какими бы дешевыми они ни были, плохо охлаждают моторное масло в гоночном автомобиле. На самом деле, они также плохо охлаждают жидкость и для автоматической коробки передач!" Как всегда, американский инженер последователен в критике кустарщины.