Warmteoverdracht vloeistoffen – Superieure efficiëntie door sonische nanovloeistoffen

Overwin de grenzen van warmtegeleiding van warmteoverdrachtsvloeistoffen! Creëer stabiele nanovloeistoffen met ultrasone dispersie en verhoog de warmtegeleiding met nanovloeistoffen voor warmteoverdracht. Hielscher sonicators zijn zeer efficiënte en betrouwbare dispergeerapparaten voor de productie van nanovloeistoffen.

Voordelen van ultrasone dispersie in op nanovloeistoffen gebaseerde warmteoverdrachtsvloeistoffen

Ultrasoon gedispergeerde nanovloeistoffen vertonen een uitzonderlijk uniforme dispersie en langdurige stabiliteit, waardoor de functionaliteit van warmteoverdrachtsvloeistoffen wordt verbeterd door een beter warmtegeleidingsvermogen.

• Verbeterde thermische geleidbaarheid
  Uniforme dispersie vergroot het effectieve oppervlak van nanodeeltjes die in wisselwerking staan met de vloeistof, waardoor de geleidende warmteoverdracht toeneemt.
• Verbeterde stabiliteit op lange termijn
  Sonische nanovloeistoffen vertonen aanzienlijk minder sedimentatie en agglomeratie, wat voor voorspelbare en consistente thermische prestaties zorgt.
• Schaalbaarheid en herhaalbaarheid
  Sonicators van het sonde-type met vermogens van 100 W tot 16 kW kunnen worden geschaald voor formuleringen op laboratoriumschaal en industriële productie, waardoor nauwkeurige controle mogelijk is over de energie-input en de verwerkingstijd.
• Compatibiliteit met verschillende vloeistofsystemen
  Ultrasoonbehandeling kan worden toegepast in een breed spectrum van basisvloeistoffen – van water en glycolen tot oliën met een hoog kookpunt en synthetische warmteoverdrachtvloeistoffen die worden gebruikt in extreme omgevingen.

Warmteoverdracht vloeistoffen – Beter als nanovloeistoffen

Warmteoverdrachtvloeistoffen (HTF's) zijn cruciale componenten in thermische systemen in een groot aantal industrieën. – Van de opwekking van zonne-energie en chemische productie tot de koeling van auto's en elektronica. Hun belangrijkste taak is het efficiënt absorberen, transporteren en afvoeren van thermische energie, het handhaven van operationele stabiliteit en het voorkomen van oververhitting in omgevingen met zowel hoge als lage temperaturen.
Traditioneel omvatten warmteoverdrachtvloeistoffen water, ethyleenglycol, minerale oliën en synthetische vloeistoffen. Naarmate de technologische eisen voor thermische controle echter escaleren – vooral in geminiaturiseerde systemen met een hoge vermogensdichtheid – worden de grenzen van de thermische geleidbaarheid van conventionele vloeistoffen een knelpunt.
Dit is waar nanovloeistoffen om de hoek komen kijken.
Nanovloeistoffen zijn kunstmatige colloïdale suspensies van nanodeeltjes (meestal minder dan 100 nm) in basisvloeistoffen. Deze nanodeeltjes – metaaloxiden (bijv. Al₂O₃, ZnO), metalen (bijv. Cu, Ag), op koolstof gebaseerde structuren (bijv. grafeen, koolstofnanobuizen) – de thermische geleidbaarheid, de convectieve warmteoverdrachtscoëfficiënt en de specifieke warmte van de vloeistof aanzienlijk verbeteren.
Om betrouwbaar en praktisch in gebruik te zijn, moeten nanovloeistoffen aan één cruciaal aspect voldoen: stabiliteit op lange termijn. Zonder een stabiele en uniforme dispersie hebben nanodeeltjes de neiging om samen te klonteren, te bezinken of te reageren met de basisvloeistof. – wat niet alleen ten koste gaat van de thermische prestaties, maar ook van de veiligheid en de levensduur van het systeem.
 

Ultrasone homogenisatoren zijn in staat om stabiele nanovloeistoffen te produceren die voldoen aan de eisen voor de productie van hoogwaardige warmteoverdrachtsvloeistoffen.

Ultrasone dispergeerders voor de productie van warmteoverdrachtvloeistoffen

ultrasone verwerking – specifiek met sonde-type sonicators – is een bewezen, schaalbare methode voor het produceren van hoogwaardige nanovloeistoffen met superieure stabiliteit en reproduceerbaarheid.

Maar wat maakt sonicatie zo effectief?
Het zeer effectieve werkingsmechanisme van ultrasone dispersie is gebaseerd op akoestische cavitatie: de vorming, groei en implosieve instorting van microbelletjes in een vloeibaar medium wanneer dit wordt blootgesteld aan ultrageluid met een hoge intensiteit en lage frequentie (meestal bij ongeveer 20 kHz). Dit fysische fenomeen genereert intense lokale schuifkrachten, microjets en schokgolven, die krachtig genoeg zijn om:

• Agglomeraten en aggregaten van nanodeeltjes uit elkaar halen
• Uniforme dispersie van nanodeeltjes bereiken in viskeuze vloeistoffen of vloeistoffen met hoge oppervlaktespanning
• Bevordering van bevochtiging van de deeltjesoppervlakken door de basisvloeistof
• De deeltjesgrootte verkleinen (in sommige gevallen tot de schaal van primaire deeltjes)
• Bovendien is sonicatie een niet-chemische, weinig additieve aanpak die de behoefte aan oppervlakteactieve stoffen of dispergeermiddelen minimaliseert. – waardoor de fysisch-chemische eigenschappen van zowel de vloeistof als de nanodeeltjes behouden blijven.

 
Je kunt hier protocollen vinden voor verschillende nanovloeistofformules!
 

Ultrasone dispersie van nanodeeltjes – efficiënte verkleining van de deeltjesgrootte en uniforme dispersie

Hielscher Sonicators voor warmteoverdracht Nanovloeistofproductie

Het gebruik van ultrasone dispersie bij de productie van op nanovloeistoffen gebaseerde warmteoverdrachtsvloeistoffen is meer dan een verwerkingskeuze – Het is een noodzaak voor het bereiken van betrouwbare, hoogwaardige oplossingen voor thermisch beheer in veeleisende omgevingen. Terwijl het onderzoek zich blijft richten op het ontdekken van nieuwe chemische nanopartikels en basisvloeistofcombinaties, is sonicatie een belangrijke techniek voor de praktische implementatie ervan.
Hielscher ultrasone homogenisatoren zijn beschikbaar als tafelmodel en als volledig industriële dispergeermachines, waardoor de lineaire schaalvergroting van formuleringstests tot commerciële productie wordt vergemakkelijkt.

Voor technische implementatie, aanbevelingen voor apparatuur of gedetailleerde procesparameters op maat voor uw specifieke nanovloeistofsystemen kunt u contact opnemen met onze sonicatiespecialisten.
 

Ontwerp, productie en advies – Kwaliteit Made in Germany

Hielscher ultrasone machines staan bekend om hun hoge kwaliteit en ontwerpnormen. Robuustheid en eenvoudige bediening zorgen voor een soepele integratie van onze ultrasoonapparatuur in industriële faciliteiten. Ruwe omstandigheden en veeleisende omgevingen worden gemakkelijk door Hielscher ultrasoontoestellen aangepakt.

Hielscher Ultrasonics is een ISO-gecertificeerd bedrijf en legt speciale nadruk op hoogwaardige ultrasone apparaten met state-of-the-art technologie en gebruiksvriendelijkheid. Uiteraard zijn de Hielscher ultrasoonapparaten CE-conform en voldoen ze aan de eisen van UL, CSA en RoHs.

De onderstaande tabel geeft een indicatie van de verwerkingscapaciteit van onze ultrasone machines: