ریڈی ایٹر کا کولنگ سسٹم

چونکہ اندرونی دہن کے انجنوں کی حرارتی کارکردگی اندرونی درجہ حرارت کے ساتھ بڑھ جاتی ہے، اس لیے کولنٹ کو اس کے ابلتے نقطہ کو بڑھانے کے لیے ماحول کے دباؤ سے زیادہ پر رکھا جاتا ہے۔ ایک کیلیبریٹڈ پریشر ریلیف والو کو عام طور پر ریڈی ایٹر کی فل کیپ میں شامل کیا جاتا ہے۔ یہ دباؤ ماڈلز کے درمیان مختلف ہوتا ہے، لیکن عام طور پر 4 سے 30 psi (30 سے ​​200 kPa) تک ہوتا ہے۔[4]

جیسا کہ کولنٹ سسٹم کا دباؤ درجہ حرارت میں اضافے کے ساتھ بڑھتا ہے، یہ اس مقام تک پہنچ جائے گا جہاں پریشر ریلیف والو اضافی دباؤ کو فرار ہونے دیتا ہے۔ جب سسٹم کا درجہ حرارت بڑھنا بند ہو جائے گا تو یہ رک جائے گا۔ زیادہ بھرے ہوئے ریڈی ایٹر (یا ہیڈر ٹینک) کی صورت میں تھوڑا سا مائع نکلنے کی اجازت دے کر دباؤ ڈالا جاتا ہے۔ یہ آسانی سے زمین پر بہہ سکتا ہے یا کسی وینٹڈ کنٹینر میں جمع کیا جا سکتا ہے جو ماحول کے دباؤ پر رہتا ہے۔ جب انجن بند ہو جاتا ہے، کولنگ سسٹم ٹھنڈا ہو جاتا ہے اور مائع کی سطح گر جاتی ہے۔ کچھ صورتوں میں جہاں ایک بوتل میں اضافی مائع جمع کیا گیا ہے، یہ مرکزی کولنٹ سرکٹ میں واپس 'چوسا' جا سکتا ہے۔ دوسرے معاملات میں، یہ نہیں ہے.

دوسری جنگ عظیم سے پہلے، انجن کولنٹ عام طور پر سادہ پانی تھا۔ اینٹی فریز کا استعمال مکمل طور پر منجمد کو کنٹرول کرنے کے لیے کیا جاتا تھا، اور یہ اکثر صرف سرد موسم میں کیا جاتا تھا۔ اگر انجن کے بلاک میں سادہ پانی کو جمنے کے لیے چھوڑ دیا جائے تو پانی جمنے کے ساتھ ساتھ پھیل سکتا ہے۔ یہ اثر برف کے پھیلنے کی وجہ سے انجن کو شدید اندرونی نقصان پہنچا سکتا ہے۔

اعلی کارکردگی والے ہوائی جہاز کے انجنوں میں ترقی کے لیے اعلی ابلتے پوائنٹس کے ساتھ بہتر کولنٹس کی ضرورت ہوتی ہے، جس کے نتیجے میں گلائکول یا واٹر گلائکول مرکب کو اپنایا جاتا ہے۔ ان کی وجہ سے ان کی اینٹی فریز خصوصیات کے لئے گلائکولز کو اپنایا گیا۔

ایلومینیم یا مخلوط دھاتی انجنوں کی ترقی کے بعد سے، سنکنرن کی روک تھام اینٹی فریز سے بھی زیادہ اہم ہو گئی ہے، اور تمام خطوں اور موسموں میں۔

ایک اوور فلو ٹینک جو خشک ہوتا ہے اس کے نتیجے میں کولنٹ بخارات بن سکتا ہے، جو انجن کی مقامی یا عمومی حد سے زیادہ گرم ہونے کا سبب بن سکتا ہے۔ اگر گاڑی کو درجہ حرارت سے زیادہ چلنے دیا جائے تو شدید نقصان ہو سکتا ہے۔ ناکامیاں جیسے اڑا ہوا ہیڈ گاسکیٹ، اور سلنڈر کے سروں یا سلنڈر بلاکس کے پھٹے ہوئے یا پھٹے ہوئے ہیں۔ بعض اوقات کوئی انتباہ نہیں ہوتا ہے، کیونکہ درجہ حرارت کا سینسر جو درجہ حرارت گیج کے لیے ڈیٹا فراہم کرتا ہے (مکینیکل یا برقی) پانی کے بخارات کے سامنے آتا ہے، مائع کولنٹ سے نہیں، نقصان دہ غلط ریڈنگ فراہم کرتا ہے۔

گرم ریڈی ایٹر کھولنے سے سسٹم کا دباؤ کم ہو جاتا ہے، جس کی وجہ سے یہ خطرناک حد تک گرم مائع اور بھاپ کو ابل کر باہر نکال سکتا ہے۔ لہذا، ریڈی ایٹر کیپس میں اکثر ایسا طریقہ کار ہوتا ہے جو ٹوپی کو مکمل طور پر کھولنے سے پہلے اندرونی دباؤ کو دور کرنے کی کوشش کرتا ہے۔

آٹوموبائل واٹر ریڈی ایٹر کی ایجاد کارل بینز سے منسوب ہے۔ Wilhelm Maybach نے مرسڈیز 35hp کے لیے پہلا ہنی کامب ریڈی ایٹر ڈیزائن کیا۔

ٹھنڈک کی صلاحیت کو بڑھانے کے لیے بعض اوقات کار کے لیے ایک سیکنڈ، یا معاون ریڈی ایٹر سے لیس ہونا ضروری ہوتا ہے، جب کہ اصل ریڈی ایٹر کا سائز نہیں بڑھایا جا سکتا۔ دوسرا ریڈی ایٹر سرکٹ میں مرکزی ریڈی ایٹر کے ساتھ سیریز میں پلمب کیا جاتا ہے۔ یہ معاملہ تھا جب آڈی 100 کو پہلی بار ٹربو چارج کیا گیا تھا جس میں 200 بنایا گیا تھا۔ ان کو انٹرکولرز کے ساتھ الجھانے کی ضرورت نہیں ہے۔

کچھ انجنوں میں آئل کولر ہوتا ہے، انجن کے تیل کو ٹھنڈا کرنے کے لیے ایک الگ چھوٹا ریڈی ایٹر ہوتا ہے۔ آٹومیٹک ٹرانسمیشن والی کاروں کا اکثر ریڈی ایٹر سے اضافی کنکشن ہوتا ہے، جس سے ٹرانسمیشن فلوئڈ اپنی حرارت کو ریڈی ایٹر میں کولنٹ میں منتقل کر سکتا ہے۔ یہ یا تو آئل ایئر ریڈی ایٹرز ہو سکتے ہیں، جیسا کہ مین ریڈی ایٹر کے چھوٹے ورژن کے لیے۔ زیادہ آسان وہ تیل والے پانی کے کولر ہو سکتے ہیں، جہاں پانی کے ریڈی ایٹر کے اندر تیل کا پائپ ڈالا جاتا ہے۔ اگرچہ پانی محیطی ہوا سے زیادہ گرم ہے، لیکن اس کی اعلی تھرمل چالکتا کم پیچیدہ اور اس طرح سستا اور زیادہ قابل اعتماد آئل کولر سے موازنہ ٹھنڈک (حد کے اندر) پیش کرتا ہے۔ کم عام طور پر، پاور اسٹیئرنگ سیال، بریک فلوئڈ، اور دیگر ہائیڈرولک سیالوں کو گاڑی پر معاون ریڈی ایٹر کے ذریعے ٹھنڈا کیا جا سکتا ہے۔

ٹربو چارجڈ یا سپر چارجڈ انجنوں میں ایک انٹرکولر ہو سکتا ہے، جو ہوا سے ہوا یا ہوا سے پانی والا ریڈی ایٹر ہے جو آنے والے ایئر چارج کو ٹھنڈا کرنے کے لیے استعمال کیا جاتا ہے — انجن کو ٹھنڈا کرنے کے لیے نہیں۔

مائع ٹھنڈے پسٹن انجن والے ہوائی جہاز (عام طور پر ریڈیل کے بجائے ان لائن انجن) کو بھی ریڈی ایٹرز کی ضرورت ہوتی ہے۔ چونکہ ہوا کی رفتار کاروں کی نسبت زیادہ ہے، اس لیے یہ پرواز کے دوران موثر طریقے سے ٹھنڈا ہو جاتی ہیں، اور اس لیے انہیں بڑے علاقوں یا کولنگ پنکھوں کی ضرورت نہیں ہوتی۔ تاہم بہت سے اعلیٰ کارکردگی والے ہوائی جہاز زمین پر سست رہنے کے دوران انتہائی زیادہ گرمی کے مسائل کا شکار ہوتے ہیں - اسپِٹ فائر کے لیے محض سات منٹ۔[6] یہ آج کی فارمولہ 1 کاروں سے ملتا جلتا ہے، جب گرڈ پر انجن چلتے ہوئے روکے جاتے ہیں تو انہیں ضرورت سے زیادہ گرم ہونے سے بچنے کے لیے ریڈی ایٹر کے پوڈز میں جبری ہوا کی ضرورت ہوتی ہے۔

ڈریگ کو کم کرنا ہوائی جہاز کے ڈیزائن میں ایک بڑا مقصد ہے، بشمول کولنگ سسٹم کا ڈیزائن۔ ایک ابتدائی تکنیک یہ تھی کہ ہوائی جہاز کے وافر ہوا کے بہاؤ کا فائدہ اٹھا کر شہد کے کام کے کور (بہت سی سطحیں، سطح سے حجم کے زیادہ تناسب کے ساتھ) کو سطح پر نصب ریڈی ایٹر کے ذریعے تبدیل کیا جائے۔ اس میں جسم یا پروں کی جلد میں ملاوٹ والی ایک سطح کا استعمال کیا جاتا ہے، جس میں اس سطح کے پچھلے حصے میں پائپوں کے ذریعے کولنٹ بہتا ہے۔ اس طرح کے ڈیزائن زیادہ تر پہلی جنگ عظیم کے طیاروں پر دیکھے گئے۔

چونکہ وہ ہوا کی رفتار پر بہت زیادہ انحصار کرتے ہیں، اس لیے سطح کے ریڈی ایٹرز زمین پر چلتے وقت زیادہ گرمی کا شکار ہوتے ہیں۔ ریسنگ ہوائی جہاز جیسے سپر میرین S.6B، ایک ریسنگ سی پلین جس کے ریڈی ایٹرز اس کے فلوٹس کی اوپری سطحوں میں بنائے گئے ہیں، کو ان کی کارکردگی کی بنیادی حد کے طور پر "درجہ حرارت گیج پر اڑایا جا رہا ہے" کے طور پر بیان کیا گیا ہے۔[7]

سرفیس ریڈی ایٹرز کو چند تیز رفتار ریسنگ کاروں نے بھی استعمال کیا ہے، جیسے میلکم کیمبل کی 1928 کی بلیو برڈ۔

یہ عام طور پر زیادہ تر کولنگ سسٹمز کی ایک حد ہوتی ہے کہ کولنگ فلوئڈ کو ابلنے کی اجازت نہ دی جائے، کیونکہ بہاؤ میں گیس کو سنبھالنے کی ضرورت ڈیزائن کو بہت پیچیدہ بناتی ہے۔ پانی کو ٹھنڈا کرنے والے نظام کے لیے، اس کا مطلب ہے کہ گرمی کی منتقلی کی زیادہ سے زیادہ مقدار پانی کی مخصوص حرارت کی گنجائش اور محیط اور 100 ° C کے درمیان درجہ حرارت کے فرق سے محدود ہے۔ یہ سردیوں میں، یا زیادہ اونچائی پر جہاں درجہ حرارت کم ہوتا ہے، زیادہ موثر ٹھنڈک فراہم کرتا ہے۔

ایک اور اثر جو ہوائی جہاز کی ٹھنڈک میں خاص طور پر اہم ہے وہ یہ ہے کہ مخصوص حرارت کی صلاحیت میں تبدیلی اور ابلتا نقطہ دباؤ کے ساتھ کم ہوتا ہے، اور یہ دباؤ درجہ حرارت میں کمی کے مقابلے اونچائی کے ساتھ زیادہ تیزی سے تبدیل ہوتا ہے۔ اس طرح، عام طور پر، ہوائی جہاز کے چڑھتے ہی مائع کولنگ سسٹم اپنی صلاحیت کھو دیتے ہیں۔ یہ 1930 کی دہائی کے دوران کارکردگی کی ایک بڑی حد تھی جب ٹربوسوپر چارجرز کے تعارف نے پہلی بار 15,000 فٹ سے زیادہ اونچائی پر آسان سفر کی اجازت دی، اور کولنگ ڈیزائن تحقیق کا ایک اہم شعبہ بن گیا۔

اس مسئلے کا سب سے واضح اور عام حل یہ تھا کہ پورے کولنگ سسٹم کو دباؤ میں چلایا جائے۔ اس نے حرارت کی مخصوص صلاحیت کو ایک مستقل قدر پر برقرار رکھا، جبکہ باہر کی ہوا کا درجہ حرارت مسلسل گرتا رہا۔ اس طرح کے نظاموں نے چڑھتے ہی ٹھنڈک کی صلاحیت کو بہتر بنایا۔ زیادہ تر استعمال کے لیے، اس نے اعلیٰ کارکردگی والے پسٹن انجنوں کو ٹھنڈا کرنے کا مسئلہ حل کر دیا، اور دوسری جنگ عظیم کے دورانیے کے تقریباً تمام مائع ٹھنڈے ہوائی جہاز کے انجنوں نے اس حل کو استعمال کیا۔

تاہم، دباؤ والے نظام بھی زیادہ پیچیدہ تھے، اور نقصان کے لیے بہت زیادہ حساس تھے - چونکہ کولنگ فلوئڈ دباؤ میں تھا، یہاں تک کہ کولنگ سسٹم میں ایک ہی رائفل کیلیبر گولی کے سوراخ کی طرح معمولی نقصان بھی مائع کو تیزی سے باہر نکالنے کا سبب بنے گا۔ سوراخ. کولنگ سسٹم کی ناکامیاں، اب تک، انجن کی خرابی کی سب سے بڑی وجہ تھیں۔

اگرچہ بھاپ کو سنبھالنے کے قابل ہوائی جہاز کا ریڈی ایٹر بنانا زیادہ مشکل ہے، لیکن یہ کسی بھی طرح سے ناممکن نہیں ہے۔ کلیدی ضرورت یہ ہے کہ ایک ایسا نظام فراہم کیا جائے جو بھاپ کو دوبارہ پمپوں میں منتقل کرنے اور کولنگ لوپ کو مکمل کرنے سے پہلے اسے مائع میں گاڑھا کرے۔ ایسا نظام بخارات کی مخصوص حرارت کا فائدہ اٹھا سکتا ہے، جو پانی کی صورت میں مائع کی شکل میں مخصوص حرارت کی گنجائش سے پانچ گنا زیادہ ہے۔ بھاپ کو زیادہ گرم ہونے کی اجازت دے کر اضافی فوائد حاصل کیے جا سکتے ہیں۔ اس طرح کے نظام، جو بخارات سے چلنے والے کولر کے نام سے جانے جاتے ہیں، 1930 کی دہائی میں کافی تحقیق کا موضوع تھے۔

دو کولنگ سسٹمز پر غور کریں جو بصورت دیگر ملتے جلتے ہیں، 20 ° C کے محیطی ہوا کے درجہ حرارت پر کام کرتے ہیں۔ ایک تمام مائع ڈیزائن 30 ° C اور 90 ° C کے درمیان کام کر سکتا ہے، جو گرمی کو دور کرنے کے لئے درجہ حرارت میں 60 ° C کا فرق پیش کرتا ہے۔ بخارات سے چلنے والا کولنگ سسٹم 80 ° C اور 110 ° C کے درمیان کام کر سکتا ہے۔ پہلی نظر میں یہ بہت کم درجہ حرارت کا فرق معلوم ہوتا ہے، لیکن یہ تجزیہ 500 ° C کے برابر بھاپ کی پیداوار کے دوران بھیگی ہوئی حرارت کی توانائی کی بہت زیادہ مقدار کو نظر انداز کرتا ہے۔ درحقیقت، بخارات کا ورژن 80 ° C اور 560 ° C کے درمیان کام کر رہا ہے، جو کہ 480 ° C مؤثر درجہ حرارت کا فرق ہے۔ اس طرح کا نظام بہت کم پانی کے ساتھ بھی کارآمد ہو سکتا ہے۔

بخارات کے کولنگ سسٹم کا منفی پہلو کنڈینسر کا وہ علاقہ ہے جو بھاپ کو ابلتے ہوئے پوائنٹ سے نیچے ٹھنڈا کرنے کے لیے درکار ہے۔ چونکہ بھاپ پانی کے مقابلے میں بہت کم گھنے ہوتی ہے، اس لیے بھاپ کو واپس ٹھنڈا کرنے کے لیے کافی ہوا کا بہاؤ فراہم کرنے کے لیے سطح کے ایک بڑے حصے کی ضرورت ہوتی ہے۔ 1933 کے Rolls-Royce Goshawk کے ڈیزائن میں روایتی ریڈی ایٹر نما کنڈینسر استعمال کیے گئے اور یہ ڈیزائن ڈریگ کے لیے ایک سنگین مسئلہ ثابت ہوا۔ جرمنی میں، گنٹر برادران نے ایک متبادل ڈیزائن تیار کیا جس میں بخارات کی ٹھنڈک اور سطح کے ریڈی ایٹرز کو ملایا گیا جو ہوائی جہاز کے پروں، جسم اور یہاں تک کہ رڈر پر پھیلے ہوئے تھے۔ ان کے ڈیزائن کا استعمال کرتے ہوئے کئی ہوائی جہاز بنائے گئے اور کارکردگی کے متعدد ریکارڈ قائم کیے، خاص طور پر ہینکل ہی 119 اور ہینکل ہی 100۔ تاہم، ان سسٹمز کو پھیلے ہوئے ریڈی ایٹرز سے مائع کو واپس کرنے کے لیے متعدد پمپس کی ضرورت تھی اور یہ ثابت ہوا کہ صحیح طریقے سے چلتے رہنا انتہائی مشکل تھا۔ ، اور جنگ کے نقصان کے لئے بہت زیادہ حساس تھے۔ اس نظام کو تیار کرنے کی کوششیں عام طور پر 1940 تک ترک کر دی گئی تھیں۔ ایتھیلین گلائکول پر مبنی کولنٹس کی وسیع پیمانے پر دستیابی کی وجہ سے بخارات کی ٹھنڈک کی ضرورت کو جلد ہی رد کر دیا جائے گا، جس کی مخصوص حرارت کم تھی، لیکن پانی سے بہت زیادہ ابلتا ہوا نقطہ۔

ایک نالی میں موجود ہوائی جہاز کا ریڈی ایٹر وہاں سے گزرنے والی ہوا کو گرم کرتا ہے، جس کی وجہ سے ہوا پھیلتی ہے اور رفتار حاصل کرتی ہے۔ اسے میرڈیتھ ایفیکٹ کہا جاتا ہے، اور اچھی طرح سے ڈیزائن کیے گئے کم ڈریگ ریڈی ایٹرز (خاص طور پر P-51 Mustang) کے ساتھ اعلی کارکردگی کا حامل پسٹن ہوائی جہاز اس سے زور حاصل کرتا ہے۔ یہ زور اتنا اہم تھا کہ ریڈی ایٹر جس ڈکٹ میں بند تھا اس کے ڈریگ کو آفسیٹ کر سکتا تھا اور ہوائی جہاز کو صفر کولنگ ڈریگ حاصل کرنے کی اجازت دیتا تھا۔ ایک موقع پر، ریڈی ایٹر کے بعد ایگزاسٹ ڈکٹ میں ایندھن ڈال کر اور اسے اگنیشن کرکے، سپر میرین اسپٹ فائر کو آفٹر برنر سے لیس کرنے کے منصوبے بھی تھے۔ مرکزی دہن سائیکل کے نیچے کی طرف انجن میں اضافی ایندھن ڈال کر آفٹر برننگ حاصل کی جاتی ہے۔