Ջերմահաղորդիչ նանոհեղուկների վրա հիմնված հովացուցիչ նյութեր
Ուլտրաձայնային սինթեզված նանոհեղուկները արդյունավետ սառեցնող նյութեր և ջերմափոխանակիչ հեղուկներ են: Ջերմահաղորդիչ նանոնյութերը զգալիորեն մեծացնում են ջերմության փոխանցման և ջերմության ցրման հզորությունը: Sonication-ը լավ հաստատված է ջերմահաղորդիչ նանոմասնիկների սինթեզի և ֆունկցիոնալացման, ինչպես նաև սառեցման կիրառման համար կայուն բարձր արդյունավետության նանոհեղուկների արտադրության մեջ:
Նանոֆլյուիդային ազդեցությունները ջերմահիդրավլիկ արդյունավետության վրա
Նյութի ջերմային հաղորդունակությունը ջերմություն փոխանցելու նրա ունակության չափանիշն է: Հովացուցիչ նյութերի և ջերմային փոխանցման հեղուկի (նաև կոչվում է ջերմային հեղուկ կամ ջերմային յուղ) համար ցանկալի է բարձր ջերմային հաղորդունակություն: Բազմաթիվ նանոնյութերն առաջարկում են մեծ ջերմահաղորդիչ հատկություններ: Նանոնյութերի բարձր ջերմային հաղորդունակությունն օգտագործելու համար այսպես կոչված նանոհեղուկներն օգտագործվում են որպես սառեցնող հեղուկներ։ Նանոհեղուկը հեղուկ է, որի մեջ նանոմետրի չափի մասնիկները կախված են բազային հեղուկում, ինչպես ջուրը, գլիկոլը կամ յուղը, որտեղ դրանք կազմում են կոլոիդային լուծույթ: Նանոհեղուկները կարող են զգալիորեն մեծացնել ջերմային հաղորդունակությունը՝ համեմատած առանց նանոմասնիկների կամ ավելի մեծ մասնիկների հեղուկների: Ցրված նանոմասնիկների նյութը, չափը, մածուցիկությունը, մակերեսային լիցքը և հեղուկի կայունությունը զգալիորեն ազդում են նանոհեղուկների ջերմային աշխատանքի վրա: Նանոհեղուկները արագորեն կարևորություն են ձեռք բերում ջերմափոխանակման կիրառություններում, քանի որ դրանք ցույց են տալիս ջերմության փոխանցման բարձր արդյունավետություն՝ համեմատած սովորական հիմնական հեղուկների հետ:
Ուլտրաձայնային ցրումը բարձր արդյունավետ, հուսալի և արդյունաբերական ոլորտում հաստատված տեխնիկա է, որը թույլ է տալիս արտադրել նանոհեղուկներ՝ բարձր արդյունավետությամբ ջերմափոխանակման հզորություններով:
UP400St, 400W հզոր ուլտրաձայնային պրոցեսոր գերազանց ջերմային հաղորդունակությամբ նանոհեղուկների արտադրության համար։
- բարձր մակերես. ծավալային հարաբերակցություն էներգիայի և զանգվածի փոխանցման զգալիորեն բարձր արագության համար
- ցածր զանգված՝ շատ լավ կոլոիդային կայունության համար
- ցածր իներցիա, որը նվազագույնի է հասցնում էրոզիան
Նանո չափի հետ կապված այս հատկանիշները նանոհեղուկներին տալիս են բացառիկ ջերմային հաղորդունակություն: Ուլտրաձայնային դիսպերսիան ֆունկցիոնալացված նանոմասնիկներ և նանոհեղուկներ արտադրելու ամենաարդյունավետ տեխնիկան է:
Գերազանց ջերմային հաղորդունակությամբ ուլտրաձայնային արտադրված նանոհեղուկներ
Բազմաթիվ նանոնյութեր – ինչպիսիք են CNT-ները, սիլիցիումը, գրաֆենը, ալյումինը, արծաթը, բորի նիտրիդը և շատ ուրիշներ – արդեն իսկ ապացուցված է ջերմային փոխանցման հեղուկների ջերմային հաղորդունակության բարձրացում: Ստորև կարող եք գտնել ուլտրաձայնային եղանակով պատրաստված ջերմահաղորդիչ նանոհեղուկների հետազոտության օրինակելի արդյունքներ:
Ալյումինի վրա հիմնված նանոհեղուկի արտադրություն ուլտրաձայնով
Բուոնոմոն և այլք: (2015 թ.) ցույց տվեց Al2O3 նանոհեղուկների բարելավված ջերմային հաղորդունակությունը, որոնք պատրաստված էին ուլտրաձայնային եղանակով:
Al2O3 նանոմասնիկները ջրի մեջ միատեսակ ցրելու համար հետազոտողները օգտագործել են Hielscher զոնդի տիպի ուլտրաձայնային UP400S սարքը: Ultrasonically deagglomerated եւ ցրված ալյումինե մասնիկներ զիջել է մասնիկների չափը մոտավորապես. 120 նմ բոլոր նանոհեղուկների համար – անկախ մասնիկների կոնցենտրացիայից: Նանոհեղուկների ջերմային հաղորդունակությունն աճում էր ավելի բարձր ջերմաստիճաններում՝ համեմատած մաքուր ջրի հետ: 0,5% Al2O3 մասնիկի կոնցենտրացիայի դեպքում 25°C սենյակային ջերմաստիճանում ջերմային հաղորդունակության աճը կազմում է ընդամենը մոտ 0,57%, բայց 65°C-ի դեպքում այդ արժեքը մեծանում է մինչև մոտ 8%: 4% ծավալային կոնցենտրացիայի դեպքում ավելացումը գնում է 7,6%-ից մինչև 14,4%, ջերմաստիճանի բարձրացում 25°C-ից մինչև 65°C:
[տես. Buonomo et al., 2015]
Ջրի վրա հիմնված բորի նիտրիդային նանոհեղուկների մասնիկների չափի բաշխումը բորի նիտրիդների տարբեր կոնցենտրացիաներով UP400S-ով ուլտրաձայնայինացումից հետո (ա) 0,1% hBN, (բ) 0,5% hBN, (գ) 2% hBN
(Ուսումնասիրություն և գրաֆիկներ. © Ilhan et al., 2016)
Բորի նիտրիդի վրա հիմնված նանոհեղուկի արտադրություն՝ օգտագործելով Sonication
Իլհան և այլք։ (2016) ուսումնասիրել է վեցանկյուն բորի նիտրիդի (hBN) վրա հիմնված նանոհեղուկների ջերմային հաղորդունակությունը: Այդ նպատակով մի շարք լավ ցրված, կայուն նանոհեղուկներ, որոնք պարունակում են hBN նանոմասնիկներ՝ 70 նմ միջին տրամագծով, արտադրվում են երկքայլ մեթոդով, որը ներառում է ուլտրաձայնային և մակերևութային ակտիվ նյութեր, ինչպիսիք են նատրիումի դոդեցիլ սուլֆատը (SDS) և պոլիվինիլ պիրոլիդոնը (PVP): Ուլտրաձայնային ցրված hBN-ջրի նանոհեղուկը ցույց է տալիս ջերմային հաղորդունակության զգալի աճ նույնիսկ շատ նոսր մասնիկների կոնցենտրացիաների դեպքում: Զոնդի տիպի ուլտրաձայնային սարքով UP400S-ի միջոցով արտաձայնումը նվազեցրեց ագրեգատների մասնիկների միջին չափը մինչև 40–60 նմ միջակայքը: Հետազոտողները եզրակացնում են, որ խոշոր և խիտ բորի նիտրիդային ագրեգատները, որոնք նկատվել են չմշակված չոր վիճակում, կոտրվում են ուլտրաձայնային գործընթացի և մակերևութային ակտիվ նյութի ավելացման արդյունքում: Սա ուլտրաձայնային ցրումը դարձնում է արդյունավետ մեթոդ՝ տարբեր մասնիկների կոնցենտրացիաներով ջրի վրա հիմնված նանոհեղուկների պատրաստման համար:
[տես. Իլհան և այլք, 2016]
STEM պատկեր, որը ցույց է տալիս ուլտրաձայնային եղանակով ցրված էթիլեն գլիկոլի (EG) վրա հիմնված hBN նանոհեղուկի մորֆոլոգիան՝ 0,5% մասնիկների ծավալային կոնցենտրացիայով:
(Ուսումնասիրություն և գրաֆիկներ. © Ilhan et al., 2016)
“Ultrasonication-ը գրականության մեջ առավել լայնորեն կիրառվող գործընթացն է՝ նանոհեղուկների կայունությունը բարձրացնելու համար:” [Ilhan et al., 2016] Եվ նաև արդյունաբերական արտադրության մեջ, sonication-ը մեր օրերում ամենաարդյունավետ, հուսալի և խնայող տեխնիկան է ակնառու արդյունավետության երկարաժամկետ կայուն նանոհեղուկներ ստանալու համար:
Արդյունաբերական ուլտրաձայնային սարքեր հովացուցիչ նյութերի արտադրության համար
Գիտականորեն ապացուցված, արդյունաբերապես հաստատված – Hielscher Ultrasonicators Nanofluid արտադրության համար
Ուլտրաձայնային բարձր կտրվածքով ցրիչները հուսալի մեքենաներ են բարձր արդյունավետության հովացուցիչ նյութերի և ջերմափոխանակման հեղուկների շարունակական արտադրության համար: Ուլտրաձայնային խառնուրդը հայտնի է իր արդյունավետությամբ և հուսալիությամբ – նույնիսկ այն դեպքում, երբ կիրառվում են խառնման պահանջկոտ պայմաններ:
Hielscher Ultrasonics սարքավորումը թույլ է տալիս պատրաստել ոչ թունավոր, ոչ վտանգավոր, որոշ նույնիսկ սննդային նանոհեղուկներ: Միևնույն ժամանակ, մեր բոլոր ուլտրաձայնային սարքերը շատ արդյունավետ են, հուսալի, անվտանգ և շատ ամուր: Կառուցված 24/7 աշխատանքի համար, նույնիսկ մեր նստարանային և միջին չափի ուլտրաձայնային սարքերը կարող են ուշագրավ ծավալներ արտադրել:
Կարդացեք ավելին նանոհեղուկների ուլտրաձայնային արտադրության մասին կամ կապվեք մեզ հետ հենց հիմա՝ խորը խորհրդատվություն ստանալու և ուլտրաձայնային դիսպերսատորի անվճար առաջարկ ստանալու համար:
Ստորև բերված աղյուսակը ցույց է տալիս մեր ուլտրաձայնային սարքերի մոտավոր մշակման հզորությունը.
| Խմբաքանակի ծավալը | Հոսքի արագություն | Առաջարկվող սարքեր |
|---|---|---|
| 1-ից 500 մլ | 10-ից 200 մլ / րոպե | UP100H |
| 10-ից 2000 մլ | 20-ից 400 մլ / րոպե | UP200Ht, UP400 Փ |
| 0.1-ից 20լ | 0.2-ից 4լ/րոպե | UIP2000hdT |
| 10-ից 100 լ | 2-ից 10 լ / րոպե | UIP4000hdT |
| 15-ից 150 լ | 3-ից 15 լ / րոպե | UIP6000hdT |
| ԱԺ | 10-ից 100 լ / րոպե | UIP16000 |
| ԱԺ | ավելի մեծ | կլաստերի UIP16000 |
Կապ մեզ հետ: / Հարցրեք մեզ:
Hielscher Ultrasonics-ը արտադրում է բարձր արդյունավետության ուլտրաձայնային հոմոգենիզատորներ՝ լաբորատոր, փորձնական և արդյունաբերական մասշտաբով կիրառական կիրառությունների խառնուրդի, ցրման, էմուլսացման և արդյունահանման համար:
Գրականություն / Հղումներ
- 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.
Փաստեր, որոնք արժե իմանալ
Ինչու են նանոհեղուկները լավ հովացման և ջերմության փոխանցման համար:
Հովացուցիչ նյութերի նոր դասը նանոհեղուկներն են, որոնք բաղկացած են բազային հեղուկից (օրինակ՝ ջրից), որը հանդես է գալիս որպես նանո չափի մասնիկների կրող հեղուկ: Բազային հեղուկի մեջ ցրված նպատակային նանոմասնիկները (օրինակ՝ նանո չափի CuO, ալյումինե տիտանի երկօքսիդ, ածխածնի նանոխողովակներ, սիլիցիում կամ մետաղներ, ինչպիսիք են պղինձը, արծաթի նանորոգիլները), կարող են զգալիորեն մեծացնել ստացված նանոհեղուկի ջերմափոխանակման հզորությունը: Սա նանոհեղուկները դարձնում է արտասովոր բարձր արդյունավետությամբ սառեցնող հեղուկներ:
Ջերմահաղորդիչ նանոմասնիկներ պարունակող հատուկ արտադրված նանոհեղուկների օգտագործումը թույլ է տալիս զգալի բարելավումներ կատարել ջերմության փոխանցման և ցրման մեջ. օրինակ՝ 55±12 նմ տրամագծով արծաթի նանոսողերը և 12,8 մկմ միջին երկարությունը 0,5 վոլ.%-ով ավելացրել են ջրի ջերմային հաղորդունակությունը 68%-ով, իսկ 0,5 վոլ.%-ով արծաթե նանոսողիկները բարձրացրել են էթիլենգլիկոլի վրա հիմնված հովացուցիչ նյութի ջերմահաղորդությունը 98%-ով։ Ալյումինի 0,1% նանոմասնիկները կարող են բարձրացնել ջրի կրիտիկական ջերմային հոսքը մինչև 70%; Սառեցված օբյեկտի վրա մասնիկները ձևավորում են կոպիտ ծակոտկեն մակերես, ինչը խթանում է նոր փուչիկների ձևավորումը, և դրանց հիդրոֆիլ բնույթն այնուհետև օգնում է հեռացնել դրանք՝ խոչընդոտելով գոլորշու շերտի ձևավորմանը: 5%-ից ավելի կոնցենտրացիայով նանոհեղուկը գործում է ոչ նյուտոնյան հեղուկների նման: (տես (Oldenburg et al., 2007)
Ջերմային կառավարման համակարգերում օգտագործվող հովացուցիչ նյութերին մետաղական նանոմասնիկների ավելացումը կարող է կտրուկ մեծացնել բազային հեղուկի ջերմային հաղորդունակությունը: Նման մետաղական նանոմասնիկներ-հեղուկ կոմպոզիտային նյութերը կոչվում են նանոհեղուկներ, և դրանց օգտագործումը որպես հովացուցիչ նյութ կարող է նվազեցնել տիեզերանավերի ջերմային կառավարման համակարգերի քաշը և էներգիայի պահանջները: Նանոհեղուկների ջերմային հաղորդունակությունը կախված է բաղկացուցիչ նանոմասնիկների կոնցենտրացիայից, չափից, ձևից, մակերեսի քիմիայից և ագրեգացման վիճակից: Հետազոտվել են նանոմասնիկների բեռնման կոնցենտրացիայի և նանոմասնիկների կողմերի հարաբերակցության ազդեցությունը ջրի և էթիլեն գլիկոլի վրա հիմնված հովացուցիչ նյութերի ջերմային հաղորդունակության և մածուցիկության վրա: 55 ± 12 նմ տրամագծով և 12,8 ± 8,5 մկմ միջին երկարությամբ արծաթի նանորագծերը 0,5% ծավալային կոնցենտրացիայով ավելացրել են ջրի ջերմային հաղորդունակությունը 68%-ով։ Էթիլեն գլիկոլի վրա հիմնված հովացուցիչ նյութի ջերմային հաղորդունակությունը ավելացել է 98%-ով՝ արծաթի նանոձուլիկի բեռնման կոնցենտրացիայով 0,5% ծավալով: Ավելի երկար նանոձողիկներն ավելի մեծ ազդեցություն են ունեցել ջերմային հաղորդունակության վրա, քան նույն բեռնման խտությամբ ավելի կարճ նանոձողերը: Այնուամենայնիվ, ավելի երկար նանոգողիկներն ավելի մեծ չափով մեծացնում էին բազային հեղուկի մածուցիկությունը, քան ավելի կարճ նանոձողերը:
(Oldenburg et al., 2007)
Hielscher Ultrasonics-ը արտադրում է բարձր արդյունավետության ուլտրաձայնային հոմոգենիզատորներ լաբորատորիա դեպի արդյունաբերական չափս.