Dégazage par ultrasons des liquides antigel et de refroidissement
Le dégazage par ultrasons est une méthode très efficace et performante pour éliminer les gaz dissous des liquides de refroidissement et des liquides antigel. Son application en milieu industriel, en particulier grâce à l’utilisation de sonicateurs de type sonde, garantit que ces fluides essentiels fonctionnent de manière optimale, protégeant ainsi les équipements et les systèmes qu’ils sont censés préserver. Alors que les industries exigent toujours davantage de performance et de fiabilité de leurs systèmes de refroidissement, le dégazage par ultrasons restera un procédé essentiel pour garantir la longévité et l’efficacité de ces systèmes.
Avantages du dégazage et de la désaération par ultrasons
Le dégazage et la désaération des liquides de refroidissement par ultrasons offrent plusieurs avantages par rapport aux méthodes traditionnelles, ce qui les rend très efficaces pour les applications industrielles.
Avantages du dégazage et de la désaération par ultrasons
- Procédé rapide : Le dégazage par ultrasons est plus rapide que les méthodes traditionnelles et élimine rapidement les gaz dissous des liquides de refroidissement.
- Élimination efficace des gaz : L’effet de cavitation généré par les ondes ultrasonores assure une élimination complète des gaz, y compris l’oxygène, ce qui permet d’obtenir un liquide de refroidissement homogène et exempt de bulles.
- Performances thermiques améliorées : En éliminant les bulles de gaz, le dégazage par ultrasons améliore la conductivité thermique et l’efficacité de refroidissement globale des liquides de refroidissement.
- Efficacité énergétique : Le procédé est économe en énergie et réduit le recours aux systèmes de chauffage ou de vide généralement utilisés dans d’autres méthodes de dégazage.
- Intégration en ligne : Le dégazage par ultrasons peut être facilement intégré dans des procédés continus en ligne, ce qui permet de traiter en temps réel de grands volumes de liquide de refroidissement.
- Protection renforcée du système : Une élimination efficace des gaz prévient des problèmes tels que la cavitation et la corrosion, améliorant ainsi la longévité et la fiabilité des systèmes de refroidissement.
Sonicateurs de type sonde UIP1000hdT pour le dégazage et la désaération des liquides
Le procédé est nettement plus rapide et plus efficace, car les ondes ultrasonores génèrent une cavitation intense qui élimine rapidement du liquide de refroidissement les gaz dissous, y compris l’oxygène. Il en résulte un dégazage plus complet, garantissant que le liquide de refroidissement reste homogène et exempt de bulles, lesquelles peuvent provoquer cavitation, corrosion et baisse des performances thermiques. En outre, le dégazage par ultrasons est économe en énergie et peut être facilement intégré dans des procédés continus en ligne, ce qui permet de traiter en temps réel de grands volumes de liquide de refroidissement sans recourir à des systèmes de chauffage ou de vide. Il en découle une meilleure efficacité de refroidissement, une protection renforcée des composants du système ainsi qu’une fiabilité et une longévité globalement accrues des systèmes de refroidissement.
Pourquoi le dégazage est-il nécessaire ?
Le dégazage est un procédé essentiel dans diverses applications industrielles, en particulier lorsqu’il s’agit de liquides utilisés dans des environnements à hautes performances ou sensibles, tels que les liquides antigel et de refroidissement. Ces liquides contiennent souvent des gaz dissous comme l’oxygène et l’azote, qui peuvent entraîner plusieurs problèmes de fonctionnement. La présence de ces gaz peut provoquer de la cavitation, réduire la conductivité thermique et entraîner de la corrosion dans les systèmes de refroidissement. La cavitation, en particulier, peut provoquer piqûres et érosion dans les composants métalliques, ce qui réduit considérablement leur durée de vie et leur efficacité. De plus, les bulles de gaz peuvent entraver l’écoulement du liquide, entraînant des pertes d’efficacité et de possibles obstructions dans les circuits de refroidissement. Le dégazage est donc nécessaire pour garantir que le liquide de refroidissement ou l’antigel fonctionne de manière optimale, maintient l’efficacité du système et prolonge la durée de vie des composants avec lesquels il est en contact.
Le dégazage des liquides de refroidissement et son importance industrielle
En milieu industriel, la qualité et la fiabilité des liquides de refroidissement et des liquides antigel sont primordiales. Ces liquides sont largement utilisés dans les industries automobile, aérospatiale, électronique et des machines lourdes, où ils jouent un rôle essentiel dans le maintien de températures de fonctionnement optimales et la prévention de la surchauffe. Il est indispensable de garantir que ces fluides sont exempts de gaz dissous afin d’éviter les problèmes mentionnés précédemment. Dans les moteurs automobiles, par exemple, la présence de bulles de gaz dans le liquide de refroidissement peut entraîner des points chauds, réduisant l’efficacité de refroidissement du moteur et pouvant provoquer une panne moteur. En électronique, où les liquides de refroidissement servent à dissiper la chaleur des composants sensibles, les bulles de gaz peuvent entraîner un échauffement localisé et la défaillance de composants. Compte tenu du caractère critique de ces fluides, les procédés industriels nécessitent une méthode de dégazage fiable et efficace pour préserver les performances et la sécurité des machines et des équipements.
Dégazage par ultrasons – le principe de fonctionnement
Le dégazage par ultrasons est une technique avancée qui utilise des ondes sonores à haute fréquence pour éliminer les gaz dissous des liquides. Le procédé repose sur le phénomène de cavitation, dans lequel les ondes ultrasonores créent dans le liquide des zones alternées de haute et de basse pression. Pendant la phase de basse pression, de petites bulles de vide se forment dans le liquide. Ces bulles implosent ensuite pendant la phase de haute pression, ce qui entraîne l’expulsion rapide des gaz dissous hors du liquide. Les ondes sonores utilisées pour le dégazage par ultrasons vont généralement de 20 kHz à plusieurs MHz, selon l’application. L’intensité et la fréquence des ultrasons peuvent être ajustées afin d’optimiser le procédé de dégazage pour différents types de liquides. Le dégazage par ultrasons est très efficace et peut être appliqué aussi bien à petite échelle en laboratoire qu’à grande échelle dans les procédés industriels.
Dégazage par ultrasons à l’aide d’un montage avec cellule à circulation. Cette expérience portait sur un prototype de boucle d’eau à petite échelle d’un volume de 0,8 gallon, avec un débit de gaz inerte de 0,2 sfcm/min et une intensité de 275 W/cm2. Elle montre une réduction du temps d’élimination de l’oxygène d’environ 70%.
Étude et image : Rubio et al. 2016
Dégazage par ultrasons des liquides de refroidissement et des antigels
Appliqué aux liquides de refroidissement et aux liquides antigel, le dégazage par ultrasons offre plusieurs avantages par rapport aux méthodes de dégazage traditionnelles. Les méthodes traditionnelles, telles que le dégazage sous vide ou le chauffage, peuvent être longues, énergivores et ne pas être aussi efficaces pour éliminer la totalité des gaz dissous. Le dégazage par ultrasons, en revanche, est plus rapide, plus économe en énergie et permet d’atteindre un degré d’élimination des gaz plus élevé. Ce procédé est particulièrement efficace pour garantir que le liquide de refroidissement ou l’antigel reste homogène et exempt de bulles, ce qui est crucial pour préserver les propriétés thermiques et les caractéristiques d’écoulement du fluide. En garantissant un dégazage complet du liquide, le traitement par ultrasons contribue à prévenir des problèmes tels que la cavitation, la corrosion et les obstructions de l’écoulement, améliorant ainsi les performances globales et la fiabilité du système de refroidissement.
Sonicateurs industriels de type sonde pour le dégazage en ligne
Dans les applications industrielles, l’utilisation de sonicateurs de type sonde pour le dégazage en ligne est de plus en plus répandue. Ces sonicateurs sont conçus pour être intégrés directement dans la ligne de production, ce qui permet un dégazage continu et efficace des liquides de refroidissement et des liquides antigel au fur et à mesure de leur traitement. Les sonicateurs de type sonde fonctionnent en émettant des ondes ultrasonores directement dans le liquide pendant qu’il circule dans le système, ce qui garantit un dégazage en temps réel. Ce procédé en ligne est particulièrement avantageux pour les opérations à grande échelle, où il est essentiel de maintenir une production constante et de haute qualité. Les sonicateurs industriels de type sonde sont généralement robustes et peuvent traiter de grands volumes de liquide, ce qui les rend idéaux pour la construction automobile, les systèmes de refroidissement électroniques et d’autres applications de l’industrie lourde. La possibilité de personnaliser la fréquence et la puissance des ondes ultrasonores permet d’adapter le procédé de dégazage aux besoins spécifiques de l’application, offrant une solution polyvalente et efficace pour préserver la qualité et les performances des liquides de refroidissement et des liquides antigel.
- haute efficacité
- technologie de pointe
- fiabilité et robustesse
- contrôle de procédé réglable et précis
- en batch et en ligne
- pour tous les volumes
- logiciel intelligent
- fonctions intelligentes (p. ex. programmables, enregistrement des données, commande à distance)
- utilisation simple et sûre
- faible maintenance
- NEP (nettoyage en place, CIP)
Conception, fabrication et conseil – qualité « Made in Germany »
Les ultrasonicateurs Hielscher sont réputés pour leurs normes de qualité et de conception les plus élevées. Leur robustesse et leur facilité d’utilisation permettent une intégration aisée de nos ultrasonicateurs dans les installations industrielles. Les conditions difficiles et les environnements exigeants sont facilement maîtrisés par les ultrasonicateurs Hielscher.
Hielscher Ultrasonics est une entreprise certifiée ISO qui accorde une importance particulière aux ultrasonicateurs haute performance alliant technologie de pointe et convivialité. Bien entendu, les ultrasonicateurs Hielscher sont conformes CE et satisfont aux exigences UL, CSA et RoHs.
Le tableau ci-dessous vous donne une indication de la capacité de traitement approximative de nos ultrasonicateurs :
| Volume du lot | Débit | Appareils recommandés |
|---|---|---|
| 1 à 500mL | 10 à 200mL/min | UP100H |
| 10 à 2000mL | 20 à 400mL/min | UP200Ht, UP400St |
| 0,1 à 20L | 0,2 à 4L/min | UIP2000hdT |
| 10 à 100L | 2 à 10L/min | UIP4000hdT |
| 15 à 150L | 3 à 15L/min | UIP6000hdT |
| n.a. | 10 à 100L/min | UIP16000 |
Bibliographie / Références
- Mahmood Amani, Salem Al-Juhani, Mohammed Al-Jubouri, Rommel Yrac, Abdullah Taha (2016): Application of Ultrasonic Waves for Degassing of Drilling Fluids and Crude Oils Application of Ultrasonic Waves for Degassing of Drilling Fluids and Crude Oils. Advances in Petroleum Exploration and Development Vol. 11, No. 2; 2016.
- Zuzanna Bojarska, Janusz Kopytowski, Marta Mazurkiewicz-Pawlicka, Piotr Bazarnik, Stanisław Gierlotka, Antoni Rożeń, Łukasz Makowski (2021): Molybdenum disulfide-based hybrid materials as new types of oil additives with enhanced tribological and rheological properties. Tribology International, Volume 160, 2021.
- Marek S. Żbik, Jianhua Du, Rada A. Pushkarova, Roger St.C. Smart (2009): Observation of gaseous films at solid–liquid interfaces: Removal by ultrasonic action. Journal of Colloid and Interface Science, Volume 336, Issue 2, 2009. 616-623.
- Rognerud, Maren; Solemslie, Bjørn; Islam, Md Hujjatul; Pollet, Bruno (2020): How to Avoid Total Dissolved Gas Supersaturation in Water from Hydropower Plants by Employing Ultrasound. Journal of Physics: Conference Series 2020.
Questions fréquemment posées
Qu’est-ce que l’antigel ?
L’antigel est une substance chimique, généralement à base d’éthylène glycol ou de propylène glycol, ajoutée aux systèmes de refroidissement pour abaisser le point de congélation d’un liquide et l’empêcher de se solidifier par temps froid. Il élève également le point d’ébullition, ce qui permet au liquide de refroidissement d’être efficace sur une plage de températures plus large. Outre ses propriétés thermiques, l’antigel contient souvent des additifs qui préviennent la corrosion et inhibent la formation de tartre, garantissant la longévité et l’efficacité du système de refroidissement.
Qu’est-ce qu’un liquide de refroidissement ?
Un liquide de refroidissement est un fluide utilisé pour évacuer la chaleur d’un système ou d’un appareil afin d’éviter la surchauffe et de maintenir des températures de fonctionnement optimales. Il est couramment utilisé dans les moteurs, les réacteurs et les appareils électroniques. Les liquides de refroidissement sont généralement composés d’eau, de glycol ou d’un mélange des deux, et peuvent contenir des additifs destinés à améliorer la conductivité thermique, à prévenir la corrosion et à inhiber la formation de dépôts dans le système de refroidissement. La fonction principale d’un liquide de refroidissement est d’absorber la chaleur puis de la dissiper, soit par contact direct avec un échangeur de chaleur, soit par refroidissement par évaporation.
Qu’est-ce que le dégazage ?
Le dégazage est le procédé consistant à éliminer les gaz dissous d’un liquide, souvent pour prévenir des problèmes tels que la cavitation, la corrosion ou une conductivité thermique réduite dans les systèmes industriels. La désaération est un type spécifique de dégazage visant à éliminer l’oxygène dissous et d’autres gaz de l’eau ou d’autres liquides, généralement pour prévenir la corrosion et améliorer l’efficacité des procédés de transfert de chaleur. Ces deux procédés sont essentiels pour préserver les performances et la longévité de divers systèmes mécaniques et chimiques. Les sonicateurs de type sonde sont souvent utilisés pour la désaération et le dégazage efficaces des liquides.
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