Ultrazvučno otplinjavanje antifriza i rashladnih tekućina
Ultrazvučno otplinjavanje vrlo je djelotvorna i učinkovita metoda uklanjanja otopljenih plinova iz rashladnih tekućina i antifriza. Njegova primjena u industrijskim uvjetima, osobito uporabom sonikatora sa sondom, osigurava optimalno djelovanje tih ključnih tekućina, čuvajući opremu i sustave koje su namijenjene štititi. Budući da industrije i dalje zahtijevaju sve bolje radne značajke i veću pouzdanost svojih rashladnih sustava, ultrazvučno otplinjavanje ostat će neophodan proces za osiguravanje dugovječnosti i učinkovitosti tih sustava.
Prednosti ultrazvučnog otplinjavanja i odzračivanja
Ultrazvučno otplinjavanje i odzračivanje rashladnih tekućina nude nekoliko prednosti u odnosu na tradicionalne metode, što ih čini vrlo djelotvornima u industrijskoj primjeni.
Prednosti ultrazvučnog otplinjavanja i odzračivanja
- Brz proces: Ultrazvučno otplinjavanje brže je od tradicionalnih metoda te brzo uklanja otopljene plinove iz rashladnih tekućina.
- Učinkovito uklanjanje plinova: Kavitacijski učinak koji stvaraju ultrazvučni valovi osigurava temeljito uklanjanje plinova, uključujući kisik, čime se dobiva homogena rashladna tekućina bez mjehurića.
- Poboljšane toplinske značajke: Uklanjanjem mjehurića plina ultrazvučno otplinjavanje poboljšava toplinsku vodljivost i ukupnu učinkovitost hlađenja rashladnih tekućina.
- Energetska učinkovitost: Proces je energetski učinkovit te smanjuje potrebu za zagrijavanjem ili vakuumskim sustavima koji se obično upotrebljavaju u drugim metodama otplinjavanja.
- Integracija u procesnu liniju: Ultrazvučno otplinjavanje može se lako integrirati u kontinuirane procese u procesnoj liniji, omogućujući obradu velikih volumena rashladne tekućine u stvarnom vremenu.
- Poboljšana zaštita sustava: Učinkovito uklanjanje plinova sprječava probleme poput kavitacije i korozije te poboljšava dugovječnost i pouzdanost rashladnih sustava.
Sonikatori sa sondom UIP1000hdT za otplinjavanje i odzračivanje tekućina
Proces je znatno brži i učinkovitiji jer ultrazvučni valovi stvaraju intenzivnu kavitaciju koja brzo uklanja otopljene plinove, uključujući kisik, iz rashladne tekućine. To dovodi do temeljitijeg otplinjavanja, osiguravajući da rashladna tekućina ostane homogena i bez mjehurića koji mogu uzrokovati kavitaciju, koroziju i pogoršanje toplinskih značajki. Osim toga, ultrazvučno otplinjavanje energetski je učinkovito i može se lako integrirati u kontinuirane procese u procesnoj liniji, omogućujući obradu velikih volumena rashladne tekućine u stvarnom vremenu bez potrebe za zagrijavanjem ili vakuumskim sustavima. Time se postižu poboljšana učinkovitost hlađenja, bolja zaštita komponenti sustava te općenito veća pouzdanost i dugovječnost rashladnih sustava.
Zašto je otplinjavanje potrebno?
Otplinjavanje je ključan proces u raznim industrijskim primjenama, osobito pri radu s tekućinama koje se upotrebljavaju u uvjetima visokih zahtjeva u pogledu radnih značajki ili u osjetljivim okruženjima, kao što su antifriz i tekućine za hlađenje (rashladne tekućine). Te tekućine često sadrže otopljene plinove poput kisika i dušika, koji mogu uzrokovati niz problema u radu. Prisutnost tih plinova može uzrokovati kavitaciju, smanjiti toplinsku vodljivost i dovesti do korozije unutar rashladnih sustava. Kavitacija osobito može uzrokovati nastanak jamica i eroziju metalnih komponenti, što znatno smanjuje njihov vijek trajanja i učinkovitost. Nadalje, mjehurići plina mogu ometati protok tekućine, smanjujući učinkovitost i potencijalno uzrokujući začepljenja u rashladnim krugovima. Stoga je otplinjavanje potrebno kako bi se osiguralo da rashladna tekućina ili antifriz djeluju optimalno, održavaju učinkovitost sustava i produljuju vijek trajanja komponenti s kojima dolaze u dodir.
Ultrazvučno otplinjavanje: ultrazvuk uklanja zarobljene mjehuriće plina iz tekućina
Odzračivanje tekućina potpomognuto ultrazvukom u ultrazvučnom protočnom reaktoru. Ultrazvuk djelotvorno pospješuje i ubrzava uklanjanje neželjenih plinova i zraka iz tekućina.
Otplinjavanje rashladnih tekućina i njegova važnost u industriji
U industrijskim uvjetima kvaliteta i pouzdanost rashladnih tekućina i antifriza od presudne su važnosti. Te se tekućine široko upotrebljavaju u automobilskoj, zrakoplovnoj i svemirskoj industriji, elektronici te industriji teških strojeva, gdje imaju ključnu ulogu u održavanju optimalnih radnih temperatura i sprječavanju pregrijavanja. Kako bi se izbjegli prethodno spomenuti problemi, nužno je osigurati da te tekućine ne sadržavaju otopljene plinove. Primjerice, u automobilskim motorima prisutnost plinskih mjehurića u rashladnoj tekućini može dovesti do pojave vrućih točaka, čime se smanjuje učinkovitost hlađenja motora i potencijalno uzrokuje njegov kvar. U elektronici, gdje se rashladne tekućine upotrebljavaju za odvođenje topline iz osjetljivih komponenti, plinski mjehurići mogu dovesti do lokalnog zagrijavanja i kvara komponenti. S obzirom na ključnu ulogu tih tekućina, industrijski procesi zahtijevaju pouzdanu i učinkovitu metodu otplinjavanja kako bi se održale radne značajke i sigurnost strojeva i opreme.
Ultrazvučno otplinjavanje – načelo rada
Ultrazvučno otplinjavanje napredna je tehnika koja upotrebljava visokofrekventne zvučne valove za uklanjanje otopljenih plinova iz tekućina. Proces se temelji na pojavi kavitacije, pri kojoj ultrazvučni valovi u tekućini stvaraju naizmjenične zone visokog i niskog tlaka. Tijekom faze niskog tlaka u tekućini nastaju mali vakuumski mjehurići. Ti se mjehurići zatim urušavaju tijekom faze visokog tlaka, što dovodi do brzog izbacivanja otopljenih plinova iz tekućine. Frekvencije zvučnih valova koji se upotrebljavaju pri ultrazvučnom otplinjavanju obično su u rasponu od 20 kHz do nekoliko MHz, ovisno o primjeni. Intenzitet i frekvencija ultrazvuka mogu se prilagoditi kako bi se proces otplinjavanja optimizirao za različite vrste tekućina. Ultrazvučno otplinjavanje vrlo je učinkovito i može se primijeniti i u laboratorijskim uvjetima u malom mjerilu i u industrijskim procesima velikih razmjera.
Ultrazvučno otplinjavanje s pomoću sustava s protočnom ćelijom. U ovom je pokusu upotrijebljen prototip malog vodenog cirkulacijskog kruga volumena 0,8 gallon, uz protok inertnog plina od 0,2 sfcm/min i intenzitet od 275 W/cm2. Prikazano je smanjenje vremena uklanjanja kisika za oko 70%.
Studija i slika: Rubio et al. 2016
Ultrazvučno otplinjavanje rashladnih tekućina i antifriza
Pri primjeni na rashladne tekućine i antifriz ultrazvučno otplinjavanje nudi nekoliko prednosti u odnosu na tradicionalne metode otplinjavanja. Tradicionalne metode, poput vakuumskog otplinjavanja ili zagrijavanja, mogu biti dugotrajne, zahtijevati mnogo energije i možda neće biti jednako učinkovite u uklanjanju svih otopljenih plinova. S druge strane, ultrazvučno otplinjavanje brže je, energetski učinkovitije i može postići viši stupanj uklanjanja plinova. Taj je proces osobito učinkovit u osiguravanju da rashladna tekućina ili antifriz ostane homogen i bez mjehurića, što je ključno za održavanje toplinskih svojstava tekućine i njezinih protočnih značajki. Osiguravanjem temeljitog otplinjavanja tekućine ultrazvučna obrada pomaže spriječiti probleme poput kavitacije, korozije i začepljenja koja ometaju protok, čime poboljšava ukupne radne značajke i pouzdanost rashladnog sustava.
Industrijski sonikatori s probom za otplinjavanje u protočnom sustavu
U industrijskim primjenama uporaba sonikatora sa sondom za otplinjavanje u protočnom sustavu postaje sve popularnija. Ti su sonikatori projektirani za izravnu ugradnju u proizvodnu liniju, što omogućuje kontinuirano i učinkovito otplinjavanje rashladnih tekućina i antifriza tijekom obrade. Sonikatori sa sondom rade tako da emitiraju ultrazvučne valove izravno u tekućinu dok ona protječe kroz sustav, čime se osigurava otplinjavanje u stvarnom vremenu. Taj je protočni postupak osobito koristan za procese velikog opsega, u kojima je ključno održavati ujednačenu i visoku kvalitetu izlaznog proizvoda. Industrijski sonikatori sa sondom obično su robusni i mogu obrađivati velike volumene tekućine, što ih čini idealnima za uporabu u proizvodnji automobila, sustavima za hlađenje elektronike i drugim primjenama u teškoj industriji. Mogućnost prilagodbe frekvencije i snage ultrazvučnih valova osigurava prilagođavanje postupka otplinjavanja specifičnim potrebama primjene, pružajući svestrano i učinkovito rješenje za održavanje kvalitete i radnih svojstava rashladnih tekućina i antifriza.
- visoka učinkovitost
- najsuvremenija tehnologija
- pouzdanost i robusnost
- prilagodljivo, precizno upravljanje procesom
- šaržna i protočna obrada
- za bilo koji volumen
- inteligentan softver
- pametne značajke (npr. mogućnost programiranja, bilježenje podataka, daljinsko upravljanje)
- jednostavno i sigurno rukovanje
- mali zahtjevi za održavanje
- CIP (čišćenje na mjestu)
Projektiranje, proizvodnja i savjetovanje – kvaliteta proizvedena u Njemačkoj
Ultrazvučni uređaji Hielscher poznati su po najvišim standardima kvalitete i dizajna. Robusnost i jednostavno rukovanje omogućuju nesmetanu integraciju naših ultrazvučnih uređaja u industrijska postrojenja. Ultrazvučni uređaji Hielscher lako podnose teške uvjete i zahtjevna okruženja.
Hielscher Ultrasonics tvrtka je s ISO certifikatom koja poseban naglasak stavlja na visokoučinkovite ultrazvučne uređaje s najsuvremenijom tehnologijom i jednostavnim rukovanjem. Naravno, ultrazvučni uređaji Hielscher sukladni su zahtjevima za oznaku CE i ispunjavaju zahtjeve UL, CSA i RoHs.
Tablica u nastavku daje vam uvid u približan kapacitet obrade naših ultrazvučnih uređaja:
| Volumen šarže | Protok | Preporučeni uređaji |
|---|---|---|
| 1 do 500mL | 10 do 200mL/min | UP100H |
| 10 do 2000mL | 20 do 400mL/min | UP200Ht, UP400St |
| 0,1 do 20L | 0,2 do 4L/min | UIP2000hdT |
| 10 do 100L | 2 do 10L/min | UIP4000hdT |
| 15 do 150L | 3 do 15L/min | UIP6000hdT |
| n.a. | 10 do 100L/min | UIP16000 |
Hielscher Ultrasonics proizvodi visokoučinkovite ultrazvučne homogenizatore za primjene miješanja, dispergiranja, emulgiranja i ekstrakcije u laboratorijskom, pilotnom i industrijskom mjerilu.
Literatura / reference
- 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.
Često postavljana pitanja
Što je antifriz?
Antifriz je kemijska tvar, obično na bazi etilen-glikola ili propilen-glikola, koja se dodaje u rashladne sustave kako bi snizila ledište tekućine i spriječila njezino skrućivanje pri niskim temperaturama. Također povisuje vrelište, čime rashladnoj tekućini omogućuje učinkovit rad u širem temperaturnom rasponu. Uz svoja toplinska svojstva, antifriz često sadrži aditive koji sprječavaju koroziju i inhibiraju stvaranje kamenca, osiguravajući dugovječnost i učinkovitost rashladnog sustava.
Što je rashladna tekućina?
Rashladna tekućina fluid je koji se upotrebljava za odvođenje topline iz sustava ili uređaja radi sprječavanja pregrijavanja i održavanja optimalnih radnih temperatura. Uobičajeno se upotrebljava u motorima, reaktorima i elektroničkim uređajima. Rashladne tekućine obično se sastoje od vode, glikola ili njihove smjese te mogu sadržavati aditive za poboljšanje toplinske vodljivosti, sprječavanje korozije i inhibiranje stvaranja naslaga unutar rashladnog sustava. Primarna je funkcija rashladne tekućine apsorbirati toplinu, a zatim je odvesti, bilo izravnim kontaktom s izmjenjivačem topline ili hlađenjem isparavanjem.
Što je otplinjavanje?
Otplinjavanje je postupak uklanjanja otopljenih plinova iz tekućine, često radi sprječavanja problema poput kavitacije, korozije ili smanjene toplinske vodljivosti u industrijskim sustavima. Odzračivanje je posebna vrsta otplinjavanja usmjerena na uklanjanje otopljenog kisika i drugih plinova iz vode ili drugih tekućina, obično radi sprječavanja korozije i poboljšanja učinkovitosti procesa prijenosa topline. Oba su postupka ključna za održavanje radnih svojstava i dugovječnosti različitih mehaničkih i kemijskih sustava. Sonikatori sa sondom često se upotrebljavaju za učinkovito odzračivanje i otplinjavanje tekućina.
Hielscher Ultrasonics proizvodi ultrazvučne homogenizatore visokih performansi u rasponu od laboratorijskih do industrijskih veličina.