થર્મોકન્ડક્ટિવ નેનોફ્લુઇડ્સ પર આધારિત શીતક
અલ્ટ્રાસોનિકલી સિન્થેસાઇઝ્ડ નેનોફ્લુઇડ્સ કાર્યક્ષમ શીતક અને હીટ એક્સ્ચેન્જર પ્રવાહી છે. થર્મોકન્ડક્ટિવ નેનોમટેરિયલ્સ હીટ ટ્રાન્સફર અને હીટ ડિસીપેશન ક્ષમતામાં નોંધપાત્ર વધારો કરે છે. થર્મોકન્ડક્ટિવ નેનોપાર્ટિકલ્સના સંશ્લેષણ અને કાર્યાત્મકતા તેમજ ઠંડક એપ્લિકેશન માટે સ્થિર ઉચ્ચ-પ્રદર્શન નેનોફ્લુઇડ્સના ઉત્પાદનમાં Sonication સારી રીતે સ્થાપિત થયેલ છે.
થર્મો-હાઇડ્રોલિક પ્રદર્શન પર નેનોફ્લુઇડિક અસરો
સામગ્રીની થર્મલ વાહકતા એ તેની ગરમીનું સંચાલન કરવાની ક્ષમતાનું માપ છે. શીતક અને હીટ ટ્રાન્સફર પ્રવાહી (જેને થર્મલ પ્રવાહી અથવા થર્મલ તેલ પણ કહેવાય છે) માટે, ઉચ્ચ થર્મલ વાહકતા ઇચ્છિત છે. અસંખ્ય નેનોમટેરિયલ્સ મહાન થર્મો-વાહક ગુણધર્મો પ્રદાન કરે છે. નેનોમટેરિયલ્સની શ્રેષ્ઠ થર્મલ કન્ડીસીવનેસનો ઉપયોગ કરવા માટે, કહેવાતા નેનોફ્લુઇડ્સનો ઉપયોગ ઠંડકના પ્રવાહી તરીકે થાય છે. નેનોફ્લુઇડ એ એક પ્રવાહી છે, જેમાં નેનોમીટરના કદના કણો પાણી, ગ્લાયકોલ અથવા તેલ જેવા મૂળ પ્રવાહીમાં સસ્પેન્ડ કરવામાં આવે છે, જ્યાં તેઓ કોલોઇડલ દ્રાવણ બનાવે છે. નેનો ફ્લુઇડ્સ નેનોપાર્ટિકલ્સ અથવા મોટા કણો વિના પ્રવાહીની તુલનામાં થર્મલ વાહકતામાં નોંધપાત્ર વધારો કરી શકે છે. વિખરાયેલા નેનોપાર્ટિકલ્સની સામગ્રી, કદ, સ્નિગ્ધતા, સપાટી ચાર્જ અને પ્રવાહી સ્થિરતા નેનોફ્લુઇડ્સના થર્મલ પ્રભાવને નોંધપાત્ર રીતે અસર કરે છે. હીટ ટ્રાન્સફર એપ્લિકેશન્સમાં નેનોફ્લુઇડ્સ ઝડપથી મહત્વ મેળવી રહ્યા છે કારણ કે પરંપરાગત બેઝ ફ્લુઇડ્સની તુલનામાં તેઓ શ્રેષ્ઠ હીટ ટ્રાન્સફર પ્રદર્શન દર્શાવે છે.
અલ્ટ્રાસોનિક વિક્ષેપ એ ઉચ્ચ-પ્રદર્શન હીટ ટ્રાન્સફર ક્ષમતાઓ સાથે નેનોફ્લુઇડ્સ બનાવવા માટે અત્યંત કાર્યક્ષમ, વિશ્વસનીય અને ઔદ્યોગિક રીતે સ્થાપિત તકનીક છે.
UP400St, 400W શક્તિશાળી અલ્ટ્રાસોનિક પ્રોસેસર શ્રેષ્ઠ થર્મલ વાહકતા સાથે નેનોફ્લુઇડ્સના ઉત્પાદન માટે.
- ઊંચી સપાટી: નોંધપાત્ર રીતે ઊંચી ઊર્જા અને સામૂહિક ટ્રાન્સફર દરો માટે વોલ્યુમ રેશિયો
- ખૂબ સારી કોલોઇડલ સ્થિરતા માટે નીચા માસ
- ઓછી જડતા, જે ધોવાણને ઘટાડે છે
આ નેનો-સાઇઝ સંબંધિત સુવિધાઓ નેનોફ્લુઇડ્સને તેમની અસાધારણ થર્મલ વાહકતા આપે છે. અલ્ટ્રાસોનિક વિક્ષેપ એ કાર્યાત્મક નેનોપાર્ટિકલ્સ અને નેનોફ્લુઇડ્સ બનાવવા માટે સૌથી કાર્યક્ષમ તકનીક છે.
સુપિરિયર થર્મલ કન્ડીસીવનેસ સાથે અલ્ટ્રાસોનિકલી ઉત્પાદિત નેનોફ્લુઇડ્સ
અસંખ્ય નેનોમટીરિયલ્સ – જેમ કે CNTs, સિલિકા, ગ્રાફીન, એલ્યુમિનિયમ, સિલ્વર, બોરોન નાઈટ્રાઈડ અને અન્ય ઘણા – હીટ ટ્રાન્સફર પ્રવાહીની થર્મલ અનુકૂળતા વધારવા માટે પહેલેથી જ સાબિત થયું છે. નીચે, તમે અલ્ટ્રાસોનિકેશન હેઠળ તૈયાર થર્મો-કન્ડક્ટિવ નેનોફ્લુઇડ્સ માટે અનુકરણીય સંશોધન પરિણામો મેળવી શકો છો.
અલ્ટ્રાસાઉન્ડ સાથે એલ્યુમિનિયમ આધારિત નેનોફ્લુઇડ ઉત્પાદન
બુનોમો એટ અલ. (2015) એ Al2O3 નેનોફ્લુઇડ્સની સુધારેલ થર્મલ વાહકતા દર્શાવી હતી, જે અલ્ટ્રાસોનિકેશન હેઠળ તૈયાર કરવામાં આવી હતી.
Al2O3 નેનોપાર્ટિકલ્સને પાણીમાં એકસરખી રીતે વિખેરવા માટે, સંશોધકોએ Hielscher પ્રોબ-ટાઈપ અલ્ટ્રાસોનિકેટર UP400S નો ઉપયોગ કર્યો. અલ્ટ્રાસોનિકલી ડીગગ્લોમેરેટેડ અને વિખેરાયેલા એલ્યુમિનિયમ કણો આશરે કણોના કદમાં પ્રાપ્ત થાય છે. બધા નેનોફ્લુઇડ્સ માટે 120 એનએમ – કણોની સાંદ્રતાથી સ્વતંત્ર રીતે. શુદ્ધ પાણીની સરખામણીમાં ઊંચા તાપમાને નેનોફ્લુઇડ્સની થર્મલ વાહકતા વધી રહી હતી. 25°C ના ઓરડાના તાપમાને 0.5% Al2O3 કણોની સાંદ્રતા સાથે થર્મલ વાહકતામાં વધારો માત્ર 0.57% છે, પરંતુ 65°C પર આ મૂલ્ય લગભગ 8% સુધી વધી જાય છે. 4% ની વોલ્યુમ સાંદ્રતા માટે ઉન્નતીકરણ 7.6% થી 14.4% સુધી જાય છે અને તાપમાન 25°C થી 65°C સુધી વધે છે.
[cf. બુનોમો એટ અલ., 2015]
UP400S (a) 0.1% hBN, (b) 0.5% hBN, (c) 2% hBN સાથે અલ્ટ્રાસોનિકેશન પછી વિવિધ બોરોન નાઇટ્રાઇડ સાંદ્રતા સાથે પાણી આધારિત બોરોન નાઇટ્રાઇડ નેનોફ્લુઇડ્સનું કણોનું કદ વિતરણ
(અભ્યાસ અને આલેખ: © ઇલહાન એટ અલ., 2016)
Sonication નો ઉપયોગ કરીને બોરોન નાઈટ્રાઈડ આધારિત નેનોફ્લુઈડ ઉત્પાદન
ઇલ્હાન એટ અલ. (2016) એ હેક્સાગોનલ બોરોન નાઇટ્રાઇડ (hBN) આધારિત નેનોફ્લુઇડ્સની થર્મલ વાહકતાની તપાસ કરી. આ હેતુ માટે 70 nm ના સરેરાશ વ્યાસ સાથે hBN નેનોપાર્ટિકલ્સ ધરાવતી સારી રીતે વિખેરાયેલા, સ્થિર નેનોફ્લુઇડ્સની શ્રેણી, અલ્ટ્રાસોનિકેશન અને સર્ફેક્ટન્ટ્સ જેમ કે સોડિયમ ડોડેસીલ સલ્ફેટ (SDS) અને પોલીવિનાઇલ પાયરોલિડોન (PVP) સાથે બે-પગલાની પદ્ધતિ સાથે ઉત્પન્ન થાય છે. અલ્ટ્રાસોનિક રીતે વિખેરાયેલ hBN–વોટર નેનોફ્લુઇડ ખૂબ જ પાતળું કણોની સાંદ્રતા માટે પણ નોંધપાત્ર થર્મલ વાહકતા વધારો દર્શાવે છે. પ્રોબ-ટાઇપ અલ્ટ્રાસોનિકેટર UP400S સાથે સોનિકેશન એ એગ્રીગેટ્સના સરેરાશ કણોનું કદ ઘટાડીને 40-60 nm રેન્જ સુધી ઘટાડ્યું. સંશોધકોએ તારણ કાઢ્યું છે કે મોટા અને ગાઢ બોરોન નાઈટ્રાઈડ એગ્રીગેટ્સ, જે સારવાર ન કરાયેલ સૂકી સ્થિતિમાં જોવા મળ્યા હતા, તે અલ્ટ્રાસોનિકેશન પ્રક્રિયા અને સર્ફેક્ટન્ટ ઉમેરાથી તૂટી જાય છે. આ અલ્ટ્રાસોનિક વિક્ષેપને વિવિધ કણોની સાંદ્રતા સાથે પાણી આધારિત નેનોફ્લુઇડ્સ તૈયાર કરવા માટે અસરકારક પદ્ધતિ બનાવે છે.
[cf. ઇલ્હાન એટ અલ., 2016]
STEM ઇમેજ અલ્ટ્રાસોનિક રીતે વિખેરાયેલી ઇથિલિન ગ્લાયકોલ (EG)- આધારિત hBN નેનોફ્લુઇડની 0.5% કણોની માત્રાની સાંદ્રતા સાથે મોર્ફોલોજી દર્શાવે છે.
(અભ્યાસ અને આલેખ: © ઇલહાન એટ અલ., 2016)
“અલ્ટ્રાસોનિકેશન એ નેનોફ્લુઇડ્સની સ્થિરતા વધારવા માટે સાહિત્યમાં સૌથી વધુ ઉપયોગમાં લેવાતી પ્રક્રિયા છે.” [ઇલહાન એટ અલ., 2016] અને ઔદ્યોગિક ઉત્પાદનમાં પણ, સોનિકેશન એ આજકાલ ઉત્કૃષ્ટ કામગીરીના લાંબા ગાળાના સ્થિર નેનોફ્લુઇડ્સ મેળવવા માટે સૌથી અસરકારક, વિશ્વસનીય અને આર્થિક તકનીક છે.
શીતક ઉત્પાદન માટે ઔદ્યોગિક અલ્ટ્રાસોનિકેટર્સ
વૈજ્ઞાનિક રીતે સાબિત, ઔદ્યોગિક રીતે સ્થાપિત – Nanofluid ઉત્પાદન માટે Hielscher Ultrasonicators
અલ્ટ્રાસોનિક હાઇ-શીયર ડિસ્પર્સર્સ ઉચ્ચ-પ્રદર્શન શીતક અને હીટ ટ્રાન્સફર પ્રવાહીના સતત ઉત્પાદન માટે વિશ્વસનીય મશીનો છે. અલ્ટ્રાસોનિકલી-સંચાલિત મિશ્રણ તેની કાર્યક્ષમતા અને વિશ્વસનીયતા માટે જાણીતું છે – ભળવાની શરતો લાગુ પડે ત્યારે પણ.
Hielscher Ultrasonics સાધનો બિન-ઝેરી, બિન-જોખમી, કેટલાક તો ફૂડ-ગ્રેડ નેનોફ્લુઇડ્સ પણ તૈયાર કરવા દે છે. તે જ સમયે, અમારા બધા અલ્ટ્રાસોનિકેટર્સ અત્યંત કાર્યક્ષમ, વિશ્વસનીય, સલામત-થી-ઓપરેટ અને ખૂબ જ મજબૂત છે. 24/7 કામગીરી માટે બનેલ, અમારા બેન્ચ-ટોપ અને મધ્યમ કદના અલ્ટ્રાસોનિકેટર્સ પણ નોંધપાત્ર વોલ્યુમ ઉત્પન્ન કરવામાં સક્ષમ છે.
નેનોફ્લુઇડ્સના અલ્ટ્રાસોનિક ઉત્પાદન વિશે વધુ વાંચો અથવા ગહન પરામર્શ મેળવવા અને અલ્ટ્રાસોનિક ડિસ્પર્સર માટે મફત દરખાસ્ત મેળવવા માટે હમણાં જ અમારો સંપર્ક કરો!
નીચે આપેલ કોષ્ટક તમને અમારા અલ્ટ્રાસોનિકેટર્સની અંદાજિત પ્રોસેસિંગ ક્ષમતાનો સંકેત આપે છે:
| બેચ વોલ્યુમ | પ્રવાહ દર | ભલામણ કરેલ ઉપકરણો |
|---|---|---|
| 1 થી 500 મિલી | 10 થી 200 એમએલ/મિનિટ | UP100H |
| 10 થી 2000 એમએલ | 20 થી 400 એમએલ/મિનિટ | UP200Ht, UP400St |
| 0.1 થી 20L | 0.2 થી 4L/મિનિટ | UIP2000hdT |
| 10 થી 100 લિ | 2 થી 10L/મિનિટ | UIP4000hdT |
| 15 થી 150 લિ | 3 થી 15L/મિનિટ | UIP6000hdT |
| na | 10 થી 100L/મિનિટ | UIP16000 |
| na | મોટા | નું ક્લસ્ટર UIP16000 |
અમારો સંપર્ક કરો! / અમને પૂછો!
Hielscher Ultrasonics લેબ, પાયલોટ અને ઔદ્યોગિક સ્કેલ પર મિશ્રણ એપ્લિકેશન, વિક્ષેપ, ઇમલ્સિફિકેશન અને નિષ્કર્ષણ માટે ઉચ્ચ-પ્રદર્શન અલ્ટ્રાસોનિક હોમોજેનાઇઝર્સનું ઉત્પાદન કરે છે.
સાહિત્ય / સંદર્ભો
- B. Buonomo, O. Manca, L. Marinelli, S. Nardini (2015): Effect of temperature and sonication time on nanofluid thermal conductivity measurements by nano-flash method. Applied Thermal Engineering 2015.
- Beybin İlhan, Melike Kurt, Hakan Ertürk (2016): Experimental investigation of heat transfer enhancement and viscosity change of hBN nanofluids. Experimental Thermal and Fluid Science, Volume 77, 2016. 272-283.
- Oldenburg, S., Siekkinen, A., Darlington, T., Baldwin, R. (2007): Optimized Nanofluid Coolants for Spacecraft Thermal Control Systems. SAE Technical Paper, 2007.
- Mehdi Keyvani, Masoud Afrand, Davood Toghraie, Mahdi Reiszadeh (2018): An experimental study on the thermal conductivity of cerium oxide/ethylene glycol nanofluid: developing a new correlation. Journal of Molecular Liquids, Volume 266, 2018, 211-217.
જાણવા લાયક હકીકતો
ઠંડક અને હીટ ટ્રાન્સફર એપ્લિકેશન માટે નેનોફ્લુઇડ્સ શા માટે સારા છે?
શીતકનો એક નવો વર્ગ નેનોફ્લુઇડ્સ છે જેમાં બેઝ પ્રવાહી (દા.ત., પાણી) હોય છે, જે નેનો-કદના કણો માટે વાહક પ્રવાહી તરીકે કાર્ય કરે છે. હેતુ-રચિત નેનોપાર્ટિકલ્સ (દા.ત. નેનો-સાઇઝ CuO, એલ્યુમિના ટાઇટેનિયમ ડાયોક્સાઇડ, કાર્બન નેનોટ્યુબ, સિલિકા, અથવા કોપર, સિલ્વર નેનોરોડ્સ જેવી ધાતુઓ) પાયાના પ્રવાહીમાં વિખરાયેલા, પરિણામી નેનોફ્લુઇડની હીટ ટ્રાન્સફર ક્ષમતાને નોંધપાત્ર રીતે વધારી શકે છે. આ nanofluids અસાધારણ ઉચ્ચ-પ્રદર્શન ઠંડક પ્રવાહી બનાવે છે.
થર્મો-કન્ડક્ટિવ નેનોપાર્ટિકલ્સ ધરાવતા ખાસ કરીને ઉત્પાદિત નેનોફ્લુઇડ્સનો ઉપયોગ ગરમીના સ્થાનાંતરણ અને વિસર્જનમાં નોંધપાત્ર સુધારાઓ માટે પરવાનગી આપે છે; દા.ત. 55±12 nm વ્યાસ અને 12.8 µm સરેરાશ લંબાઈના ચાંદીના નેનોરોડ્સે 0.5 વોલ્યુ.% પર પાણીની થર્મલ વાહકતા 68% વધારી છે, અને 0.5 વોલ્યુમ% ચાંદીના નેનોરોડ્સે ઇથિલિન ગ્લાયકોલ આધારિત શીતકની થર્મલ વાહકતા 98% વધારી છે. 0.1% પર એલ્યુમિના નેનોપાર્ટિકલ્સ પાણીના ગંભીર ઉષ્મા પ્રવાહમાં 70% જેટલો વધારો કરી શકે છે; કણો ઠંડુ કરાયેલ પદાર્થ પર રફ છિદ્રાળુ સપાટી બનાવે છે, જે નવા પરપોટાના નિર્માણને પ્રોત્સાહિત કરે છે, અને તેમની હાઇડ્રોફિલિક પ્રકૃતિ પછી તેમને દૂર ધકેલવામાં મદદ કરે છે, વરાળ સ્તરની રચનાને અવરોધે છે. 5% થી વધુ સાંદ્રતા સાથે નેનોફ્લુઇડ બિન-ન્યુટોનિયન પ્રવાહીની જેમ કાર્ય કરે છે. (સીએફ. (ઓલ્ડનબર્ગ એટ અલ., 2007)
થર્મલ કંટ્રોલ સિસ્ટમ્સમાં ઉપયોગમાં લેવાતા શીતકમાં મેટલ નેનોપાર્ટિકલ્સનો ઉમેરો મૂળભૂત પ્રવાહીની થર્મલ વાહકતા નાટ્યાત્મક રીતે વધારી શકે છે. આવી ધાતુના નેનોપાર્ટિકલ-પ્રવાહી સંયુક્ત સામગ્રીને નેનોફ્લુઇડ્સ તરીકે ઓળખવામાં આવે છે અને શીતક તરીકે તેનો ઉપયોગ અવકાશયાન થર્મલ કંટ્રોલ સિસ્ટમ્સના વજન અને શક્તિની જરૂરિયાતોને ઘટાડવાની ક્ષમતા ધરાવે છે. નેનોફ્લુઇડ્સની થર્મલ વાહકતા ઘટક નેનોપાર્ટિકલ્સની સાંદ્રતા, કદ, આકાર, સપાટીની રસાયણશાસ્ત્ર અને એકત્રીકરણ સ્થિતિ પર આધારિત છે. નેનોપાર્ટિકલ લોડિંગ સાંદ્રતાની અસરો અને પાણી અને ઇથિલિન ગ્લાયકોલ આધારિત શીતકની થર્મલ વાહકતા અને સ્નિગ્ધતા પર નેનોપાર્ટિકલ્સના પાસા રેશિયોની તપાસ કરવામાં આવી હતી. 55 ± 12 nm વ્યાસ અને 12.8 ± 8.5 μm ની સરેરાશ લંબાઈ સાથે ચાંદીના નેનોરોડ્સ વોલ્યુમ દ્વારા 0.5% ની સાંદ્રતામાં પાણીની થર્મલ વાહકતામાં 68% વધારો કરે છે. ઇથિલિન ગ્લાયકોલ આધારિત શીતકની થર્મલ વાહકતા વોલ્યુમ દ્વારા 0.5% ની સિલ્વર નેનોરોડ લોડિંગ સાંદ્રતા સાથે 98% વધી હતી. સમાન લોડિંગ ઘનતા પર ટૂંકા નેનોરોડ્સ કરતાં લાંબા નેનોરોડ્સ થર્મલ વાહકતા પર વધુ અસર કરે છે. જો કે, લાંબા નેનોરોડ્સે પણ ટૂંકા નેનોરોડ્સ કરતાં બેઝ ફ્લુઇડની સ્નિગ્ધતા વધારે છે.
(ઓલ્ડનબર્ગ એટ અલ., 2007)
Hielscher Ultrasonics થી ઉચ્ચ-પ્રદર્શન અલ્ટ્રાસોનિક હોમોજેનાઇઝર્સનું ઉત્પાદન કરે છે પ્રયોગશાળા પ્રતિ ઔદ્યોગિક કદ.