El líquido del radiador (refrigerante) fluye a través de tubos sellados dentro del radiador, no entre las aletas. Las aletas son finas tiras de metal unidas al exterior de esos tubos. Su único propósito es aumentar la superficie para que el aire que pasa a través del radiador pueda absorber el calor de manera más eficiente. El fluido y las aletas nunca entran en contacto directo en condiciones normales de funcionamiento.
Este es uno de los puntos de confusión más comunes para las personas que inspeccionan un radiador por primera vez. Las aletas parecen canales por los que algo podría fluir, pero están abiertas al aire, no al circuito de refrigeración.
Un radiador es un intercambiador de calor. El refrigerante caliente del motor ingresa a través del tanque de entrada, viaja a través de una serie de tubos estrechos que atraviesan el núcleo y sale por el tanque de salida después de perder calor. Todo el proceso depende de dos caminos de fluidos separados que nunca se mezclan:
El calor se transfiere desde el refrigerante a las paredes del tubo, luego a las aletas unidas a esas paredes y finalmente al aire que pasa. Este efecto en cascada (conducción y luego convección) es la razón por la que las aletas mejoran drásticamente la eficiencia de enfriamiento. El núcleo de un radiador de automóvil típico puede tener 10 a 20 aletas por pulgada , dándole muchas veces más superficie que la que proporcionaría un tubo liso por sí solo.
Las aletas casi siempre están hechas de aluminio en los radiadores modernos porque el aluminio tiene una alta conductividad térmica (~205 W/m·K) y es liviano. Son corrugados o con rejillas, no planas, para crear turbulencias en el flujo de aire, lo que rompe la capa aislante aislante del aire estancado y acelera la transferencia de calor. Los diseños de aletas con persianas pueden mejorar la expulsión de calor entre un 20 % y un 30 % en comparación con las aletas corrugadas simples a velocidades de flujo de aire similares.
Si miras un radiador de frente, lo que ves son casi en su totalidad aletas. Los tubos quedan ocultos detrás de ellos. El aire se mueve de adelante hacia atrás a través de los espacios entre las filas de aletas; El refrigerante se mueve de lado a lado (o de arriba a abajo en algunos diseños) dentro de los tubos.
| Característica | Circuito de refrigerante | Circuito de aire |
|---|---|---|
| donde fluye | Tubos sellados dentro | Entre las aletas (al aire libre) |
| Dirección del flujo | De lado a lado o de arriba a abajo | De adelante hacia atrás a través del núcleo |
| Impulsado por | bomba de agua | Velocidad del vehículo o ventilador eléctrico. |
| fluido típico | Mezcla 50/50 de agua y anticongelante | aire ambiente |
| Tipo de transferencia de calor | Conducción en las paredes del tubo. | Convección desde la superficie de la aleta |
Aunque se supone que el refrigerante no debe tocar las aletas, sí se producen fugas. Cuando un tubo desarrolla un orificio o una junta falla, el refrigerante puede filtrarse y cubrir las superficies de las aletas. En realidad, este es un signo de diagnóstico útil:
Los residuos de refrigerante en las aletas también degradan el rendimiento de la refrigeración. Los depósitos minerales secos actúan como aislante, reduciendo la conductividad de la superficie de las aletas. Incluso una fina capa de sarro de 0,1 mm puede reducir la eficiencia de la transferencia de calor hasta en un 10 %. en algunas mediciones de laboratorio de intercambiadores de calor.
Las aletas son extremadamente delicadas: un dedo presionado firmemente puede doblarlas. Utilice sólo estos métodos:
La confusión es comprensible. Desde fuera, un radiador parece una densa red de pasajes estrechos, y las aletas son la parte más visible de esa red. Es natural suponer que el líquido utiliza esos conductos visibles. Además, algunos intercambiadores de calor industriales más antiguos o muy grandes dirigen los fluidos a través de aletas en una disposición de carcasa y tubos, lo que refuerza esta intuición.
Sin embargo, en un radiador de automóvil, los tubos suelen ser sólo 1-2 mm de ancho y se ubican al ras detrás o entre las filas de aletas; son casi invisibles sin desmontarlas. Una sección transversal del núcleo de un radiador típico se ve así:
Las aletas llenan el espacio entre los tubos pero nunca están selladas: el aire fluye libremente a través de ellas. Los tubos están completamente cerrados y sometidos a pruebas de presión para mantener el refrigerante a presiones operativas típicas de 13 a 18 psi (0,9 a 1,2 bares) sin fugas.
Aunque el refrigerante no viaja a través de las aletas, las aletas bloqueadas aún causan sobrecalentamiento porque se reduce el flujo de aire. Las causas comunes incluyen:
Si un motor funciona constantemente más caliente de lo normal a pesar de tener el nivel de refrigerante lleno y un termostato en funcionamiento, inspeccionar el estado de las aletas es un primer paso lógico antes de pasar a diagnósticos más costosos, como una prueba de la junta de la culata.
Comprender la separación entre el camino del refrigerante y el camino del aire a través de las aletas tiene un valor práctico directo:
Las aletas se encuentran exclusivamente en el lado del aire del proceso de intercambio de calor. Mantenerlos limpios y sin daños es tan importante para evitar el sobrecalentamiento como mantener el refrigerante en el nivel y concentración adecuados.