Sistema de refrigeración

Sistema de refrigeración, aparato empleado para evitar que la temperatura de una estructura o dispositivo supere los límites impuestos por las necesidades de seguridad y eficiencia. Si se sobrecalienta, el aceite de una transmisión mecánica pierde su capacidad de lubricación, mientras que el fluido de un acoplamiento o convertidor hidráulico tiene fugas por la presión creada. En un motor eléctrico, el sobrecalentamiento provoca el deterioro del aislamiento. Los pistones de un motor de combustión interna sobrecalentado pueden agarrotarse (atascarse) en los cilindros. Los sistemas de refrigeración se emplean en automóviles, maquinaria de plantas industriales, reactores nucleares y muchos otros tipos de maquinaria. (Para un tratamiento de los sistemas de refrigeración utilizados en los edificios, véase aire acondicionado.)

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Los agentes refrigerantes que se emplean habitualmente son el aire y un líquido (normalmente agua o una solución de agua y anticongelante), solos o combinados. En algunos casos, el contacto directo con el aire ambiente (convección libre) puede ser suficiente; en otros casos, puede ser necesario emplear la convección forzada del aire, creada por un ventilador o por el movimiento natural del cuerpo caliente. El líquido suele moverse a través de un bucle continuo en el sistema de refrigeración mediante una bomba.

En una transmisión, si la superficie de la carcasa (contenedor) es lo suficientemente grande en comparación con la potencia perdida, o si la transmisión se encuentra en un vehículo en movimiento, suele haber una convección libre adecuada y no se necesita una refrigeración artificial. Para aumentar el efecto de refrigeración mediante el aumento de la superficie, la carcasa puede estar provista de finas aletas metálicas. En algunas transmisiones mecánicas fijas, puede ser necesario hacer circular el aceite lubricante a través de tubos rodeados de agua fría o utilizar un ventilador para soplar aire a través de los tubos rodeados por el aceite del depósito. En muchos motores eléctricos, se acopla un ventilador al elemento giratorio para crear una corriente de aire de refrigeración a través de la carcasa.

En un automóvil, el movimiento del vehículo proporciona suficiente refrigeración por convección forzada para la transmisión y los engranajes del eje trasero; en el motor, sin embargo, se libera tanta energía que, salvo en algunos primeros modelos y en ciertos coches pequeños con motores de baja potencia, la refrigeración por aire es inadecuada, y se requiere un sistema de refrigeración por agua (radiador).

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Un sistema típico de refrigeración de automóviles comprende (1) una serie de canales fundidos en el bloque del motor y la culata, que rodean las cámaras de combustión con líquido circulante para llevar el calor; (2) un radiador, que consiste en muchos tubos pequeños equipados con un panal de aletas para convectar el calor rápidamente, que recibe y enfría el líquido caliente del motor; (3) una bomba de agua, normalmente de tipo centrífugo, para hacer circular el líquido por el sistema; (4) un termostato para controlar la temperatura variando la cantidad de líquido que va al radiador; y (5) un ventilador para hacer pasar aire fresco por el radiador.

Para evitar la congelación, se añade una solución anticongelante o se sustituye por agua. Para elevar el punto de ebullición de la solución, el sistema de refrigeración suele estar presurizado por medio de un tapón de presión en el radiador con válvulas que se abren hacia afuera a una presión prescrita y hacia adentro para evitar el vacío a medida que el sistema se enfría.

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