raffreddaménto
Indice
Lessico
sm. [da raffreddare]. Atto ed effetto del raffreddare o del raffreddarsi; diminuzione di temperatura di un corpo: il raffreddamento del motore, dell'aria; fig., attenuazione, diminuzione d'intensità o di fervore: notai un progressivo raffreddamento nel suo entusiasmo.
Metallurgia
Dissipazione di calore da parte di un sistema in seguito al contatto diretto o indiretto con un mezzo refrigerante, che può essere gas, aria o liquido in quiete o in moto. Molto importante è la velocità di raffreddamento in quanto condiziona la struttura e le trasformazioni del sistema (metallo o lega fusa); si distinguono quindi raffreddamenti rapidi o lenti. Si parla di sottoraffreddamento quando, in conseguenza di particolari velocità di raffreddamento, si arriva a temperature inferiori a quelle di equilibrio del sistema senza che avvenga alcuna trasformazione. Mediante più o meno elevate velocità di raffreddamento, le trasformazioni del sistema portano, per esempio nel caso del ferro, alla tempra; un raffreddamento lento si attua nelle operazioni di rinvenimento.
Tecnica
Al fine di evitare deformazioni degli organi e alterazioni nella funzionalità di macchine, motori, apparati e impianti è necessario provvedere alla dissipazione del calore prodotto sia per attrito, sia per i processi termici svolti negli impianti, sia per effetto Joule o a causa delle correnti di Foucault in macchine e apparati elettrici. Nella maggior parte dei casi il raffreddamento avviene per dissipazione naturale all'aria, migliorata se necessario da un ricambio forzato mediante ventole, alettature e simili. Nel caso di motori termici, il cui eccessivo riscaldamento impedirebbe una buona lubrificazione degli organi in moto, si ricorre alla circolazione forzata di un fluido di raffreddamento (circuito di raffreddamento): viene utilizzata l'aria ambiente per motori d'aeroplani, di motoveicoli e di alcuni tipi di autoveicoli; in tal caso essa è forzata a lambire gli organi interessati sia facendola passare entro idonee condutture, sia portandola a contatto di alettature predisposte sul motore, sia convogliandola intorno al blocco motore mediante un ventilatore o una turbina. Nella maggior parte dei motori a combustione interna, il raffreddamento è fatto utilizzando acqua o un liquido refrigerante: il circuito di raffreddamento comprende un'intercapedine (camicia d'acqua) nel blocco motore entro la quale circola il liquido che assorbe calore e lo dissipa in un idoneo scambiatore (radiatore), nel quale è forzato a circolare tramite una pompa. Una valvola posta nel circuito determina l'isolamento del radiatore fin quando il fluido non ha raggiunto la temperatura d'esercizio, ciò al fine di evitare un raffreddamento troppo intenso che potrebbe alterare il funzionamento del motore. Sistemi analoghi sono utilizzati nel caso di macchine operatrici e utensili, per il raffreddamento sia degli organi in movimento sia degli utensili. Per ciò che riguarda le apparecchiature e le macchine elettriche, reostati, resistenze, reattori di grosse dimensioni, semiconduttori di medie e grandi dimensioni, zone “calde” di alcuni particolari apparecchi, vengono raffreddate ad aria forzata, mediante ventilatori e convogliatori. Nelle macchine elettriche rotanti sull'albero del rotore si monta una ventola che mantiene un flusso d'aria in senso assiale. Nelle macchine di potenza maggiore, tale flusso è mantenuto da un motoventilatore esterno alla macchina e collegato a essa con una condotta d'aria, che in certi casi (locomotive con motori portati da carrelli e simili) comprende un tratto flessibile (soffietto). Nello statore di macchine di grandissima potenza, in particolare alternatori, si fa circolare, mediante pompe, acqua (in circuito chiuso) attraverso tubi e giunti elettricamente isolati; l'acqua a sua volta viene raffreddata facendola passare entro radiatori muniti di ventola. Analogo sistema si usa in certi tipi di raddrizzatori. Nei trasformatori di modesta potenza, l'olio di raffreddamento trasmette il calore generato dagli avvolgimenti e dal nucleo al cassone di contenimento, il quale è alettato, porta una serie di tubi oppure di radiatori con ventole, attraverso i quali l'olio circola raffreddandosi. Il cassone dei trasformatori di rilevante potenza contiene anche uno scambiatore di calore immerso nell'olio, percorso internamente da acqua fatta circolare con pompe e avviata a radiatori esterni. Negli alternatori di maggior potenza, totalmente chiusi, nel circuito di raffreddamento interno circola idrogeno anziché aria, il che consente un migliore smaltimento del calore generato dagli avvolgimenti del rotore che viene convogliato allo statore e alle testate (scudi), e cioè parte dissipato direttamente e parte convogliato a radiatori esterni. Per impianti di grande produzione, per esempio centrali termoelettriche, impianti chimici, raffinerie, centri siderurgici, ecc., il raffreddamento richiede circuiti più complessi che, generalmente, fanno capo a uno scambiatore di calore di proporzioni adeguate (torre di raffreddamento).