रेडिएटर ऐसी सामग्री से बना एक इलेक्ट्रॉनिक उपकरण है जो गर्मी को अच्छी तरह से संचालित करता है और अवांछित गर्मी को खत्म करने के लिए अक्सर इलेक्ट्रॉनिक उपकरण से जुड़ा होता है। इसका उपयोग ओवरहीटिंग, समय से पहले विफलता को रोकने और घटक की विश्वसनीयता और प्रदर्शन को बढ़ाने के लिए अतिरिक्त गर्मी को नष्ट करके सर्किट घटकों को ठंडा करने के लिए किया जाता है।
रेडिएटर का संचालन फूरियर के ऊष्मा के नियम पर आधारित है। जब भी किसी वस्तु में तापमान प्रवणता होती है, तो ऊष्मा उच्च तापमान से निम्न तापमान वाले क्षेत्रों में स्थानांतरित हो जाती है। गर्मी को तीन अलग-अलग तरीकों से स्थानांतरित किया जाता है, विकिरण, संवहन या चालन द्वारा।
जब भी अलग-अलग तापमान पर दो वस्तुएं संपर्क में आती हैं तो ऊष्मा चालन होता है। इसमें किसी गर्म वस्तु के तेज़ अणुओं और ठंडी वस्तु के धीमे अणुओं के बीच टकराव शामिल होता है। इसके परिणामस्वरूप गर्म वस्तु से ठंडी वस्तु की ओर ऊर्जा का स्थानांतरण होता है। इसलिए हीट सिंक उच्च तापमान वाले घटक जैसे ट्रांजिस्टर से चालन और संवहन द्वारा गर्मी को कम तापमान वाले माध्यम जैसे हवा, तेल, पानी या किसी अन्य उपयुक्त माध्यम में स्थानांतरित करता है।
रेडिएटर क्या है
रेडिएटर दो प्रकार के होते हैं, निष्क्रिय रेडिएटर और सक्रिय रेडिएटर।
1. सक्रिय हीट सिंक हीट सिंक से गर्मी खत्म करने के लिए कूलिंग पंखे या ब्लोअर का उपयोग करते हैं। इनमें उत्कृष्ट शीतलन गुण होते हैं लेकिन चलते भागों के कारण नियमित रखरखाव की आवश्यकता होती है।
2. निष्क्रिय हीट सिंक में किसी पंखे का उपयोग नहीं होता है और इसमें कोई हिलने वाला भाग नहीं होता है, जो उन्हें अधिक विश्वसनीय बनाता है।
रेडिएटर्स को उनके भौतिक डिज़ाइन और आकार, प्रयुक्त सामग्री आदि के आधार पर आगे वर्गीकृत किया जा सकता है। विशिष्ट रेडिएटर हैं:
रेडिएटर हीट एक्सचेंजर्स के रूप में कार्य करते हैं और आमतौर पर हवा जैसे शीतलन माध्यम के संपर्क में अधिकतम सतह क्षेत्र के लिए डिज़ाइन किए जाते हैं। प्रदर्शन भौतिक विशेषताओं जैसे उपयोग की गई सामग्री, सतह के उपचार, उभरे हुए डिज़ाइन, वायु प्रवाह की गति और कनेक्शन विधियों पर निर्भर करता है। थर्मल पेस्ट, यौगिक और प्रवाहकीय टेप कुछ ऐसी सामग्रियां हैं जिनका उपयोग किसी घटक की हीट सिंक सतह और हीट सिंक सतह के बीच गर्मी हस्तांतरण और इसलिए हीट सिंक के प्रदर्शन को बेहतर बनाने के लिए किया जाता है।
उत्कृष्ट तापीय चालकता वाली धातुएँ, जैसे हीरा, तांबा और एल्यूमीनियम, सबसे कुशल हीट सिंक बनाती हैं। हालाँकि, इसकी कम लागत के कारण एल्युमीनियम का अधिक उपयोग किया जाता है।
रेडिएटर के प्रदर्शन को प्रभावित करने वाले अन्य कारकों में शामिल हैं:
1. थर्मल प्रतिरोध
2. वायु प्रवाह
3. वॉल्यूम प्रतिरोध
4. फिन घनत्व
5. फिन स्पेसिंग
6. चौड़ाई
7. लंबाई
हीट सिंक का उपयोग विभिन्न प्रकार के इलेक्ट्रॉनिक घटकों को ठंडा करने के लिए किया जाता है जिनमें सभी अतिरिक्त गर्मी को खत्म करने के लिए पर्याप्त गर्मी अपव्यय क्षमता नहीं होती है। इन उपकरणों में शामिल हैं:
पावर ट्रांजिस्टर, थाइरिस्टर और अन्य स्विचिंग डिवाइस
डायोड
एकीकृत परिपथ
सीपीयू प्रोसेसर
ग्राफिक्स प्रोसेसर
रेडिएटर विभिन्न अनुप्रयोगों के अनुरूप कई अलग-अलग प्रकारों और आकारों में आते हैं। रेडिएटर का सबसे सामान्य प्रकार पंखयुक्त रेडिएटर है, जिसमें कई पतले धातु के पंख एक साथ जुड़े होते हैं। ये पंख बेहतर शीतलन के लिए सतह क्षेत्र को बढ़ाते हैं। अन्य प्रकार के हीट सिंक में पिन फिन, क्रॉस फिन रेडिएटर, प्राइ फिन रेडिएटर और फ्लैट प्लेट रेडिएटर शामिल हैं।
कार रेडिएटर पानी भंडारण और गर्मी अपव्यय दोनों के रूप में कार्य करता है। रेडिएटर शीतलन प्रणाली का एक प्रमुख हिस्सा है और इसका उद्देश्य इंजन को अत्यधिक गरम होने से होने वाले नुकसान से बचाना है। रेडिएटर का सिद्धांत रेडिएटर में इंजन से आने वाले शीतलक के तापमान को कम करने के लिए ठंडी हवा का उपयोग करना है। रेडिएटर ऑटोमोबाइल कूलिंग सिस्टम से संबंधित है। इंजन वॉटर कूलिंग सिस्टम में रेडिएटर में तीन भाग होते हैं: एक वॉटर इनलेट चैंबर, एक वॉटर आउटलेट चैंबर, एक मुख्य प्लेट और एक रेडिएटर कोर। रेडिएटर उच्च तापमान पर पहुंच चुके शीतलक को ठंडा करता है। रेडिएटर में शीतलक ठंडा हो जाता है जब रेडिएटर की ट्यूब और पंख शीतलन पंखे और वाहन की गति से उत्पन्न वायु प्रवाह के संपर्क में आते हैं।
इंजन को ज़्यादा गरम होने से बचाने के लिए, दहन कक्ष (सिलेंडर लाइनर, सिलेंडर हेड, वाल्व, आदि) के आसपास के घटकों को ठीक से ठंडा किया जाना चाहिए। शीतलन प्रभाव को सुनिश्चित करने के लिए, ऑटोमोबाइल शीतलन प्रणाली में आम तौर पर रेडिएटर, थर्मोस्टेट, वॉटर पंप, सिलेंडर वॉटर चैनल, सिलेंडर हेड वॉटर चैनल, पंखा आदि शामिल होते हैं। रेडिएटर परिसंचारी पानी को ठंडा करने के लिए जिम्मेदार होता है। इसके पानी के पाइप और हीट सिंक ज्यादातर एल्यूमीनियम से बने होते हैं। एल्यूमीनियम के पानी के पाइप को सपाट आकार में बनाया जाता है और हीट सिंक नालीदार होते हैं। ताप अपव्यय प्रदर्शन पर ध्यान दें. स्थापना की दिशा वायु प्रवाह की दिशा के लंबवत है। यह हासिल करने का प्रयास करें कि हवा का प्रतिरोध छोटा होना चाहिए और शीतलन दक्षता अधिक होनी चाहिए। शीतलक रेडिएटर कोर के अंदर बहता है और हवा रेडिएटर कोर के बाहर से गुजरती है। गर्म शीतलक हवा में गर्मी फैलाकर ठंडा हो जाता है, और ठंडी हवा शीतलक द्वारा उत्सर्जित गर्मी को अवशोषित करके गर्म हो जाती है, इसलिए रेडिएटर एक हीट एक्सचेंजर है।
हीट सिंक एक उपकरण है जिसका उपयोग इलेक्ट्रॉनिक घटकों द्वारा उत्पन्न गर्मी को प्रबंधित करने के लिए किया जाता है। वे आम तौर पर धातु या एल्यूमीनियम से बने होते हैं और उनका मुख्य उद्देश्य उस तत्व से गर्मी को दूर करना है जिससे यह जुड़ा हुआ है। हीट सिंक को घटक से आसपास के वातावरण में गर्मी स्थानांतरित करने में मदद करने के लिए सतह क्षेत्र को बढ़ाने के लिए पंख, चैनल या खांचे के साथ डिज़ाइन किया गया है। रेडिएटर विभिन्न अनुप्रयोगों के अनुरूप विभिन्न आकारों और आकृतियों में आते हैं।
हीट सिंक किसी भी इलेक्ट्रॉनिक सिस्टम का एक आवश्यक घटक हैं क्योंकि वे बेहतर शीतलन और बेहतर प्रदर्शन की अनुमति देते हैं। तत्व से गर्मी को दूर करके, तत्व ठंडा रह सकता है और अत्यधिक गरम होने से होने वाले नुकसान के डर के बिना अधिकतम दक्षता पर चल सकता है। रेडिएटर घटकों और पर्यावरण से गर्मी को हटाकर शोर और कंपन के स्तर को भी कम करते हैं।
रेडिएटर इंजन की शीतलन प्रणाली का प्रमुख घटक है। इसकी मुख्य भूमिका इसके पंखों में एंटीफ्रीज और पानी के मिश्रण को फैलाना है, जो बाकी इंजन को पारित करने से पहले ठंडी हवा लेते समय इंजन की कुछ गर्मी छोड़ता है।
रेडिएटर एक हीट एक्सचेंजर है जिसका उपयोग ठंडा करने और गर्म करने के उद्देश्य से तापीय ऊर्जा को एक माध्यम से दूसरे माध्यम में स्थानांतरित करने के लिए किया जाता है। अधिकांश रेडिएटर्स का निर्माण कारों, इमारतों और इलेक्ट्रॉनिक्स में कार्य करने के लिए किया जाता है।
एक रेडिएटर हमेशा अपने पर्यावरण के लिए गर्मी का एक स्रोत होता है, हालांकि यह या तो किसी वातावरण को गर्म करने के उद्देश्य से हो सकता है, या उसे आपूर्ति किए गए तरल पदार्थ या शीतलक को ठंडा करने के लिए हो सकता है, जैसे ऑटोमोटिव इंजन कूलिंग और एचवीएसी ड्राई कूलिंग टावरों के लिए। नाम के बावजूद, अधिकांश रेडिएटर थर्मल विकिरण के बजाय संवहन के माध्यम से अपनी गर्मी का बड़ा हिस्सा स्थानांतरित करते हैं
कुछ अनुप्रयोगों में, रेडिएटर महंगे और स्थापित करना कठिन हो सकते हैं। इसके अतिरिक्त, यदि अनुप्रयोग के लिए उचित आकार नहीं दिया गया है, तो हीट सिंक घटक द्वारा उत्पन्न सभी गर्मी को ठीक से नष्ट नहीं कर सकता है। यह ध्यान रखना भी महत्वपूर्ण है कि कुछ घटक तापमान परिवर्तन के प्रति संवेदनशील होते हैं, इसलिए इस प्रकार के घटकों के लिए हीट सिंक का चयन करते समय सावधानी बरतनी चाहिए।
सीधे शब्दों में कहें तो रेडिएटर एक ऐसी वस्तु है जो ऊष्मा स्रोत से गर्मी फैलाती है। इन्हें कंप्यूटर, डीवीडी प्लेयर और अन्य पोर्टेबल उपकरणों पर भी स्थापित किया जाता है। जब आप एक सरल तंत्र के बारे में सोचते हैं जो दर्शाता है कि रेडिएटर कैसे काम करता है, तो आप एक कार पर लगे रेडिएटर की कल्पना कर सकते हैं। रेडिएटर आपकी कार के इंजन से गर्मी को दूर खींच लेता है। इसी तरह, एक हीट सिंक, उदाहरण के लिए, आपके पीसी के सीपीयू से गर्मी को दूर खींच लेता है। रेडिएटर का कार्य तंत्र ऊष्मा चालन से निकटता से संबंधित है। जब तक अलग-अलग तापमान वाली दो वस्तुएं संपर्क में आती हैं, तब तक ऊष्मा चालन होता रहेगा।
इसमें गर्म वस्तु के तेज़ अणुओं और ठंडी वस्तु के धीमी गति वाले अणुओं के बीच टकराव शामिल होता है। इसके परिणामस्वरूप गर्म वस्तु से ठंडी वस्तु में ऊर्जा का स्थानांतरण भी होता है। इसलिए, हीट सिंक चालन और संवहन के माध्यम से उच्च तापमान वाले घटकों (जैसे ट्रांजिस्टर) से गर्मी को कम तापमान वाले मीडिया (जैसे हवा, तेल, पानी, या किसी अन्य उपयुक्त माध्यम) में स्थानांतरित करता है।
हीट सिंक में एक थर्मल कंडक्टर होता है जो गर्मी स्रोत से गर्मी को पंख या पिन में ले जाता है, जिससे गर्मी को कंप्यूटर के बाकी हिस्सों में फैलने के लिए एक बड़ा सतह क्षेत्र मिलता है। यही कारण है कि हीट सिंक को आसपास के शीतलन माध्यम के संपर्क में सतह क्षेत्र को अधिकतम करने के लिए डिज़ाइन किया गया है। तो, रेडिएटर का प्रदर्शन वायु वेग, सामग्री, फलाव डिजाइन और सतह के उपचार पर निर्भर करता है। यह तथ्य हमें रेडिएटर्स के प्रकार, सामग्री और निर्माण में नवीनता लाने के लिए प्रेरित करता है।
हीट पाइप रेडिएटर्स का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। इस प्रकार का रेडिएटर कई उच्च-शक्ति उपकरणों और उपकरणों की गर्मी अपव्यय दक्षता में सुधार कर सकता है। इसका व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है और इसका उपयोग एसवीजी, फ़्रीक्वेंसी कन्वर्टर्स, इनवर्टर, नए ऊर्जा स्रोतों आदि में किया जा सकता है।
तांबे को अक्सर मुख्य सामग्री के रूप में उपयोग किया जाता है और इसकी तापीय चालकता एल्यूमीनियम की तुलना में दोगुनी कुशल होती है, जिसकी तापीय चालकता लगभग 400W/m-K होती है। क्योंकि तांबे में तापीय चालकता और संक्षारण प्रतिरोध के मामले में उत्कृष्ट ताप सिंक गुण होते हैं, यह उत्कृष्ट, तेज और कुशल ताप अपव्यय प्रदान करता है। लेकिन जहां तक नुकसान की बात है तो तांबा एल्युमीनियम से तीन गुना भारी होता है और कीमत काफी ज्यादा होती है। एल्युमीनियम की तुलना में इसे बनाना भी अधिक कठिन है।
एल्युमीनियम एक अत्यंत हल्का और सस्ता पदार्थ है जो अत्यधिक तापीय प्रवाहकीय है, जो इसे अधिकांश हीट सिंक के लिए आदर्श बनाता है। जब पतली शीटों में उपयोग किया जाता है तो एल्युमीनियम संरचनात्मक रूप से मजबूत धातु हो सकता है। लेकिन एल्युमीनियम की ऊष्मा संचालित करने की क्षमता, जिसे तापीय चालकता के रूप में जाना जाता है, तांबे की तुलना में लगभग आधी है। यह नुकसान उस दूरी को सीमित करता है जो रेडिएटर के निचले भाग में ताप स्रोत से चल सकती है या संचालित हो सकती है
