Fluides caloporteurs – Efficacité supérieure grâce aux nanofluides soniqués

Dépassez les limites de la conductivité thermique des fluides caloporteurs ! Créez des nanofluides stables grâce à la dispersion ultrasonique et augmentez la conductivité thermique avec des fluides caloporteurs de taille nanométrique. Les sonicateurs à sonde Hielscher sont des disperseurs très efficaces et fiables pour la production de nanofluides.

Avantages de la dispersion ultrasonique dans les fluides caloporteurs à base de nanofluides

Les nanofluides dispersés par ultrasons présentent une dispersion exceptionnellement uniforme et une stabilité à long terme, ce qui améliore la fonctionnalité des fluides de transfert de chaleur grâce à une meilleure conductivité thermique.

• Conductivité thermique améliorée
  Une dispersion uniforme augmente la surface effective des nanoparticules qui interagissent avec le fluide, ce qui favorise le transfert de chaleur par conduction.
• Amélioration de la stabilité à long terme
  Les nanofluides sonicisés présentent une sédimentation et une agglomération considérablement réduites, ce qui garantit des performances thermiques prévisibles et constantes.
• Évolutivité et reproductibilité
  Les sonicateurs à sonde d'une puissance de 100 W à 16 kW peuvent être adaptés à la formulation en laboratoire et à la production industrielle, ce qui permet un contrôle précis de l'apport d'énergie et du temps de traitement.
• Compatibilité avec divers systèmes de fluides
  L'ultrasonication s'applique à un large éventail de fluides de base. – de l'eau et des glycols aux huiles à point d'ébullition élevé et aux fluides caloporteurs synthétiques utilisés dans des environnements extrêmes.

Fluides caloporteurs – Mieux comme nanofluides

Les fluides de transfert de chaleur (FTC) sont des composants essentiels des systèmes thermiques dans un grand nombre d'industries – Ils sont utilisés dans de nombreux domaines, de la production d'énergie solaire à la fabrication de produits chimiques, en passant par le refroidissement de l'automobile et de l'électronique. Leur rôle principal est d'absorber, de transporter et de dissiper l'énergie thermique de manière efficace, en maintenant la stabilité opérationnelle et en évitant la surchauffe dans des environnements à haute et basse température.
Traditionnellement, les fluides de transfert de chaleur comprennent l'eau, l'éthylène glycol, les huiles minérales et les fluides synthétiques. Cependant, à mesure que les exigences technologiques en matière de contrôle thermique s'intensifient – en particulier dans les systèmes miniaturisés et à haute densité de puissance – les limites de conductivité thermique des fluides conventionnels deviennent un goulot d'étranglement.
C'est là que les nanofluides entrent en jeu.
Les nanofluides sont des suspensions colloïdales de nanoparticules (généralement inférieures à 100 nm) dans des fluides de base. Ces nanoparticules – oxydes métalliques (par exemple, Al₂O₃, ZnO), métaux (par exemple, Cu, Ag), structures à base de carbone (par exemple, graphène, nanotubes de carbone) – améliorent considérablement la conductivité thermique, le coefficient de transfert de chaleur par convection et la chaleur spécifique du fluide.
Pour être fiables et pratiques à utiliser, les nanofluides doivent répondre à un aspect crucial : la stabilité à long terme. Sans une dispersion stable et uniforme, les nanoparticules ont tendance à s'agglomérer, à sédimenter ou à réagir avec le fluide de base – compromettant non seulement la performance thermique, mais aussi la sécurité et la longévité du système.
 

Les homogénéisateurs ultrasoniques sont capables de produire des nanofluides stables répondant aux exigences de la fabrication de fluides de transfert de chaleur à haute performance.

Disperseurs à ultrasons pour la production de fluides caloporteurs

Traitement par ultrasons – en utilisant spécifiquement des sonicateurs à sonde – est une méthode éprouvée et évolutive pour produire des nanofluides de haute performance avec une stabilité et une reproductibilité supérieures.

Mais qu'est-ce qui rend la sonication si efficace ?
Le mécanisme de fonctionnement très efficace de la dispersion ultrasonique repose sur la cavitation acoustique : la formation, la croissance et l'effondrement implosif de microbulles dans un milieu liquide lorsqu'elles sont exposées à des ultrasons basse fréquence de haute intensité (généralement à environ 20 kHz). Ce phénomène physique génère des forces de cisaillement locales intenses, des micro-jets et des ondes de choc, qui sont suffisamment puissants pour :

• Décomposer les agglomérats et les agrégats de nanoparticules
• Obtenir une dispersion uniforme des nanoparticules dans des fluides visqueux ou à forte tension superficielle
• Faciliter le mouillage des surfaces des particules par le fluide de base
• Réduire la taille des particules (dans certains cas, jusqu'à l'échelle des particules primaires)
• En outre, la sonication est une approche non chimique, peu additive, qui minimise le besoin de tensioactifs ou d'agents dispersants. – préservant ainsi les propriétés physicochimiques du fluide et des nanoparticules.

 
Vous trouverez ici des protocoles pour diverses formulations de nanofluides !
 

Dispersion ultrasonique de nanoparticules – réduction efficace de la taille des particules et dispersion uniforme

Sonicateurs Hielscher pour la production de nanofluides pour le transfert de chaleur

L'utilisation de la dispersion ultrasonique dans la production de fluides caloporteurs à base de nanofluides est plus qu'un choix de traitement – La sonication est une nécessité pour obtenir des solutions de gestion thermique fiables et performantes dans des environnements exigeants. Alors que la recherche continue à découvrir de nouvelles chimies de nanoparticules et de nouvelles combinaisons de fluides de base, la sonication se distingue comme une technique de base permettant leur mise en œuvre pratique.
Les homogénéisateurs à ultrasons Hielscher sont disponibles sous forme de disperseurs de table et de disperseurs entièrement industriels, ce qui facilite la mise à l'échelle linéaire depuis les tests de formulation jusqu'à la fabrication commerciale.

Pour une mise en œuvre technique, des recommandations d'équipement ou des paramètres de processus détaillés adaptés à vos systèmes de nanofluides spécifiques, veuillez contacter nos spécialistes de la sonication.
 

Conception, fabrication et conseil – Qualité Made in Germany

Les ultrasons Hielscher sont réputés pour leur qualité et leurs normes de conception les plus élevées. La robustesse et la facilité d'utilisation permettent une intégration aisée de nos ultrasons dans les installations industrielles. Les conditions difficiles et les environnements exigeants sont facilement gérés par les ultrasons Hielscher.

Hielscher Ultrasonics est une entreprise certifiée ISO et met l'accent sur les ultrasons de haute performance, dotés d'une technologie de pointe et d'une grande facilité d'utilisation. Bien entendu, les ultrasons Hielscher sont conformes à la norme CE et répondent aux exigences des normes UL, CSA et RoHs.

Le tableau ci-dessous vous donne une indication de la capacité de traitement approximative de nos ultrasons :