Un radiateur est un échangeur de chaleur utilisé pour transférer de l'énergie thermique d'un milieu à un autre à des fins de refroidissement et de chauffage. La majorité des radiateurs sont conçus pour fonctionner dans les voitures, les bâtiments et les appareils électroniques.
Un radiateur est toujours une source de chaleur pour son environnement, même si cela peut être destiné soit à chauffer un environnement, soit à refroidir le fluide ou le liquide de refroidissement qui lui est fourni, comme pour le refroidissement des moteurs automobiles et les tours de refroidissement sèches CVC. Malgré leur nom, la plupart des radiateurs transfèrent la majeure partie de leur chaleur par convection plutôt que par rayonnement thermique.
Les radiateurs sont utilisés pour refroidir les moteurs à combustion interne, principalement dans les automobiles, mais aussi dans les avions à moteur à pistons, les locomotives ferroviaires, les motos, les centrales électriques fixes et d'autres endroits où des moteurs thermiques sont utilisés (les embarcations, ayant un approvisionnement illimité en eau relativement froide à l'extérieur, utilisent généralement les échangeurs de chaleur liquide-liquide à la place).
Pour refroidir le moteur thermique, un liquide de refroidissement traverse le bloc moteur, où il absorbe la chaleur du moteur. Le liquide de refroidissement chaud est ensuite introduit dans le réservoir d'entrée du radiateur (situé soit sur le dessus du radiateur, soit sur un côté), à partir duquel il est distribué à travers le noyau du radiateur à travers des tubes vers un autre réservoir situé à l'extrémité opposée du radiateur. Lorsque le liquide de refroidissement traverse les tubes du radiateur pour se diriger vers le réservoir opposé, il transfère une grande partie de sa chaleur aux tubes qui, à leur tour, transfèrent la chaleur aux ailettes logées entre chaque rangée de tubes. Les ailettes libèrent alors la chaleur vers l’air ambiant. Des ailettes sont utilisées pour augmenter considérablement la surface de contact des tubes avec l'air, augmentant ainsi l'efficacité de l'échange. Le liquide refroidi est renvoyé au moteur et le cycle se répète. Normalement, le radiateur ne ramène pas la température du liquide de refroidissement à la température de l'air ambiant, mais il est néanmoins suffisamment refroidi pour empêcher le moteur de surchauffer.
Ce liquide de refroidissement est généralement à base d'eau, additionné de glycols pour éviter le gel et d'autres additifs pour limiter la corrosion, l'érosion et la cavitation. Cependant, le liquide de refroidissement peut également être une huile. Les premiers moteurs utilisaient des thermosiphons pour faire circuler le liquide de refroidissement ; aujourd'hui, cependant, tous les moteurs, sauf les plus petits, utilisent des pompes.[5]
Jusque dans les années 1980, les radiateurs étaient souvent en cuivre (pour les ailettes) et en laiton (pour les tubes, les collecteurs et les plaques latérales), tandis que les réservoirs pouvaient également être en laiton ou en plastique, souvent en polyamide. À partir des années 1970, l’utilisation de l’aluminium s’est accrue, pour finalement s’imposer dans la grande majorité des applications de radiateurs de véhicules. Les principaux avantages de l'aluminium sont la réduction du poids et du coût.
Étant donné que l'air a une capacité thermique et une densité inférieures à celles des liquides de refroidissement, un débit volumique assez important (par rapport à celui du liquide de refroidissement) doit être soufflé à travers le noyau du radiateur pour capter la chaleur du liquide de refroidissement. Les radiateurs sont souvent équipés d'un ou plusieurs ventilateurs qui soufflent de l'air à travers le radiateur. Pour réduire la consommation électrique des ventilateurs dans les véhicules, les radiateurs sont souvent situés derrière la calandre, à l'avant du véhicule. L'air dynamique peut fournir une partie ou la totalité du débit d'air de refroidissement nécessaire lorsque la température du liquide de refroidissement reste inférieure à la température maximale conçue pour le système et que le ventilateur reste débrayé.
