Cairan radiator (pendingin) mengalir melalui tabung tertutup di dalam radiator — bukan di antara sirip. Sirip adalah potongan logam tipis yang diikatkan pada bagian luar tabung tersebut. Tujuan utamanya adalah untuk menambah luas permukaan sehingga udara yang melewati radiator dapat menyerap panas dengan lebih efisien. Cairan dan sirip tidak pernah bersentuhan langsung dalam kondisi pengoperasian normal.
Ini adalah salah satu kebingungan paling umum bagi orang yang memeriksa radiator untuk pertama kalinya. Siripnya tampak seperti saluran yang bisa dilewati sesuatu — tetapi siripnya terbuka untuk udara, bukan ke sirkuit pendingin.
Radiator adalah alat penukar panas. Pendingin panas dari mesin masuk melalui tangki masuk, mengalir melalui serangkaian tabung sempit yang melintasi inti, dan keluar melalui tangki keluar setelah kehilangan panas. Seluruh proses bergantung pada dua jalur fluida terpisah yang tidak pernah bercampur:
Perpindahan panas dari cairan pendingin ke dalam dinding tabung, kemudian ke dalam sirip-sirip yang terikat pada dinding tersebut, dan akhirnya ke udara yang lewat. Efek kaskade ini — konduksi lalu konveksi — menjadi alasan mengapa sirip meningkatkan efisiensi pendinginan secara signifikan. Inti radiator otomotif yang khas dapat dimiliki 10 hingga 20 sirip per inci , memberikan luas permukaan berkali-kali lebih besar daripada yang disediakan oleh tabung halus saja.
Sirip hampir selalu terbuat dari aluminium pada radiator modern karena aluminium memiliki konduktivitas termal yang tinggi (~205 W/m·K) dan ringan. Bentuknya bergelombang atau berkisi-kisi — tidak datar — untuk menciptakan turbulensi dalam aliran udara, yang memecah lapisan batas isolasi udara diam dan mempercepat perpindahan panas. Desain sirip louvered dapat meningkatkan penolakan panas sebesar 20–30% dibandingkan dengan sirip bergelombang biasa pada tingkat aliran udara yang sama.
Jika Anda melihat radiator secara langsung, yang Anda lihat hampir seluruhnya adalah sirip. Tabung-tabung itu tersembunyi di belakangnya. Udara bergerak dari depan ke belakang melalui ruang di antara barisan sirip; cairan pendingin bergerak dari sisi ke sisi (atau dari atas ke bawah dalam beberapa desain) di dalam tabung.
| Fitur | Sirkuit Pendingin | Sirkuit Udara |
|---|---|---|
| Dimana mengalirnya | Di dalam tabung tertutup | Di antara sirip (udara terbuka) |
| Arah aliran | Sisi ke sisi atau dari atas ke bawah | Depan-ke-belakang melalui inti |
| Didorong oleh | Pompa air | Kecepatan kendaraan atau kipas angin listrik |
| Cairan yang khas | Campuran air dan antibeku 50/50 | Udara sekitar |
| Jenis perpindahan panas | Konduksi ke dinding tabung | Konveksi dari permukaan sirip |
Meskipun cairan pendingin tidak seharusnya menyentuh sirip, kebocoran bisa saja terjadi. Ketika tabung mengalami lubang jarum atau sambungannya rusak, cairan pendingin dapat merembes keluar dan melapisi permukaan sirip. Ini sebenarnya merupakan tanda diagnostik yang berguna:
Residu cairan pendingin pada sirip juga menurunkan kinerja pendinginan. Endapan mineral kering bertindak sebagai isolasi, mengurangi konduktivitas permukaan sirip. Bahkan lapisan skala tipis 0,1 mm dapat mengurangi efisiensi perpindahan panas hingga 10% dalam beberapa pengukuran laboratorium penukar panas.
Sirip sangat halus – jari yang ditekan dengan kuat dapat menekuknya. Gunakan hanya metode ini:
Kebingungan ini dapat dimengerti. Dari luar, radiator tampak seperti kisi-kisi padat yang terdiri dari saluran-saluran sempit — dan sirip adalah bagian yang paling terlihat dari kisi-kisi tersebut. Wajar jika berasumsi bahwa cairan menggunakan saluran yang terlihat tersebut. Selain itu, beberapa penukar panas industri yang lebih tua atau sangat besar menyalurkan cairan melalui sirip dalam susunan shell-and-tube, yang memperkuat intuisi ini.
Namun, pada radiator otomotif, tabungnya biasanya lebarnya hanya 1–2 mm dan duduk rata di belakang atau di antara barisan sirip — mereka hampir tidak terlihat tanpa dibongkar. Penampang inti radiator pada umumnya terlihat seperti ini:
Sirip mengisi ruang antar tabung tetapi tidak pernah tertutup rapat — udara mengalir bebas melaluinya. Tabung tertutup sepenuhnya dan diuji tekanan untuk menahan cairan pendingin pada tekanan operasi tipikal sebesar 13–18 psi (0,9–1,2 bar) tanpa bocor.
Meskipun cairan pendingin tidak mengalir melalui sirip, sirip yang tersumbat tetap menyebabkan panas berlebih karena aliran udara berkurang. Penyebab umum meliputi:
Jika mesin bekerja secara konsisten lebih hangat dari biasanya meskipun tingkat cairan pendingin penuh dan termostat berfungsi, memeriksa kondisi sirip adalah langkah pertama yang logis sebelum beralih ke diagnosis yang lebih mahal seperti tes paking kepala.
Memahami pemisahan antara jalur pendingin dan jalur udara melalui sirip memiliki nilai praktis langsung:
Sirip murni berada di sisi udara dalam proses pertukaran panas. Menjaganya tetap bersih dan tidak rusak sama pentingnya untuk mencegah panas berlebih seperti halnya menjaga cairan pendingin pada tingkat dan konsentrasi yang tepat.