Refrigerantes basados jar nanofluidos termoconductores
Ya nanofluidos sintetizados ya ultrasonidos ya refrigerantes eficientes ne líquidos intercambiadores pa. Ya nanomateriales termoconductores aumentan significativamente ar transferencia ar pa ne ar mfeni disipación pa. Ar sonicación xi hño establecida ar síntesis ne ar funcionalización nanopartículas termoconductoras, nja'bu komongu ja ar producción nanofluidos estables mar hñets'i rendimiento pa aplicaciones refrigeración.
Efectos nanofluídicos jar rendimiento termohidráulico
Conductividad térmica 'nar hñei ge 'nar medida jár mfeni pa da t'ot'e ar pa. Pa refrigerantes ne fluido transferencia pa ('nehe llamado fluido térmico wa asete térmico), bí ne 'nar mextha conductividad térmica. Numerosos nanomateriales ofrecen dätä propiedades termoconductoras. Pa utilizar ar conductividad térmica mäs xi ngu ya ya nanomateriales, llamados ya nanofluidos ar utilizan komongu líquidos refrigerantes. 'Nar nanofluido ge 'nar fluido, ja partículas tamaño nanométrico gi 'bu̲hu̲ suspendidas jar fluido ar base komongu ar dehe, glicol wa asete, ho o̲t'e 'nar njäts'i coloidal. Ya nanofluidos xi aumentar significativamente ar conductividad térmica jar comparación ko ya líquidos hinda nanopartículas wa partículas mäs mña dätä. Ar hñei, ar tamaño, ar viscosidad, ar carga superficial ne nzäm'bu fluido ya nanopartículas dispersas afectan significativamente ar rendimiento térmico ya nanofluidos. Ya nanofluidos gi 'bu̲hu̲ ganando mahyoni da rápidamente jar aplicaciones transferencia pa, ya da muestran 'nar rendimiento transferencia pa mäs xi ngu jar comparación ko ya fluidos base convencionales.
Ar dispersión ultrasónica ge 'nar técnica altamente nt'ot'e xi hño, confiable ne industrialmente establecida pa producir nanofluidos ko capacidades transferencia pa mar hñets'i ar rendimiento.
UP400St, 'nar potente procesador ultrasónico ar 400W pa ar producción nanofluidos ko conductividad térmica mäs xi ngu.
- 'Nar superficie mextha: nthe volumen pa velocidades transferencia energía ne masa significativamente mäs altas
- xí hñets'i'i masa pa 'nar xi hño nzäm'bu coloidal
- xí hñets'i'i inercia, da minimiza ar erosión
Gi características relacionadas ko ar tamaño nanométrico gi ja ya nanofluidos ár excepcional conductividad térmica. Ar dispersión ultrasónica ge ar técnica mäs nt'ot'e xi hño pa producir nanopartículas ne nanofluidos funcionalizados.
Nanofluidos producidos ya ultrasonidos ko conductividad térmica mäs xi ngu
Numerosos nanomateriales – ngu CNT, sílice, grafeno, aluminio, ár t'axi, nitruro boro ne xingu ma'ra – ya ar xi demostrado da aumenta ar conductividad térmica ya fluidos transferencia pa. Tso̲kwa continuación, pe tingigi mbo resultados nthoni ejemplares pa nanofluidos termoconductores preparados jár ultrasonidos.
Producción nanofluidos a base de alumiunio ko ultrasonido
Buonomo et jar ar. (2015) demostraron ar conductividad térmica mejorada ja ya nanofluidos Al2O3, da prepararon jár ultrasonidos.
Pa dispersar ya nanopartículas Al2O3 uniformemente jar dehe, ya investigadores utilizaron ar ultrasonido ar klase sonda Hielscher UP400S. Partículas ar aluminio dispersas ne desaglomeradas ya ultrasonidos producidas 'nar tamaño partícula ar aprox. 120 nm pa ya nanofluidos – independientemente ar concentración partículas. Conductividad térmica ya nanofluidos aumentaba ma temperaturas mäs altas jar comparación ko ar dehe pura. Ko 'nar concentración partículas Al2O3 al 0,5% a temperatura ambiente de 25 °C, el aumento de la conductividad térmica es solo de aproximadamente 0,57%, pero a 65 °C este valor aumenta a aproximadamente 8 %. Para una concentración de volumen del 4%, la mejora va del 7,6% al 14,4% con un aumento de la temperatura de 25 ° C a 65 ° C.
[cf. Buonomo et jar el., 2015]
NTHEGE tamaño partícula nanofluidos nitruro boro a base de ar dehe ko ndunthe concentraciones nitruro boro 'mefa xta ultrasonicación ko ar UP400S (ma) 0.1% hBN, (b) 0.5% hBN, (c) 2% hBN
(Estudio ne gráficos: © Ilhan et jar el., 2016)
Producción nanofluidos a base de nitruro boro ir nge ya sonicación
Ilhan et jar ar. (2016) investigaron conductividad térmica nanofluidos basados nitruro boro hexagonal (hBN). Pa nuna 'mu̲i, bí produce 'nar serie nanofluidos estables ne xi hño dispersos, da contienen nanopartículas hBN ko 'nar diámetro made 70 nm, ko 'nar nt'ot'e yoho ya pasos da involucra ultrasonidos ne surfactantes komongu dodecil sulfato sodio (SDS) ne polivinil pirrolidona (PVP). Nanofluido hBN — dehe dispersado ya ultrasonidos gi 'ñudi 'nar aumento significativo conductividad térmica 'nehe pa concentraciones partículas xi diluidas. Ar sonicación ar ultrasonido ar klase sonda UP400S redujo ar tamaño promedio partícula ya agregados asta 'nar rango 40 — 60 nm. Ya investigadores concluyen ke ya agregados nitruro ar boro dätä ne densos, da observaron jar dätä hnini seco hingi tratado, bí rompen ar proceso ar ultrasonido ne ar adición surfactante. 'Me̲hna thogi ne ar dispersión ultrasónica da 'nar nt'ot'e xi hño pa ár nt'ot'e nanofluidos a base de ar dehe ko 'na'ño concentraciones partículas.
[cf. Ilhan et jar el., 2016]
Tsita STEM nä'ä gi 'ñudi morfología 'nar nanofluido hBN basado etilenglicol (EG) dispersado ya ultrasonidos ko 'nar concentración volumen partículas 0,5%.
(Estudio ne gráficos: © Ilhan et jar el., 2016)
“Ar ultrasonicación ge ar proceso xí utilizado ja ar ot'a pa aumentar nzäm'bu ja ya nanofluidos.” [Ilhan et jar el., 2016] Ne 'nehe ja ar producción industrial, ar sonicación ar pa'bya da xtä técnica mäs xi hño, fiable ne ya bojä pa da nanofluidos estables jar ya'bu̲ plazo 'nar rendimiento excepcional.
Ultrasonidos industriales pa ar producción ar refrigerante
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Ya dispersores ultrasónicos mar hñets'i cizallamiento ya máquinas confiables pa ar producción continua refrigerantes mar hñets'i rendimiento ne fluidos transferencia pa. Mezcla impulsada ya ultrasonidos ar conocida ir nge ár dätä nt'ot'e ne fiabilidad – 'nehe nu'bu̲ ar aplican nkohi mezcla exigentes.
Equipo ultrasonidos Hielscher permite hoki nanofluidos hingi tóxicos, hingi peligrosos, 'ra 'nehe ar 'mui alimenticio. Ya ar xkagentho pa, HMUNTS'UJE ultrasonidos ya altamente eficientes, confiables, seguros ya operar ne xi robustos. Construidos da funcionar ya 24 ora ar pa, 7 ya pa ar su̲mänä, 'nehe HMUNTS'UJE ultrasonidos sobremesa ne tamaño mediano ya mar tsa̲ ndi producir volúmenes notables.
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Xtí tabla bí xta ar 'nar indicación ya mfeni ya procesamiento aproximado HMUNTS'UJE ultrasonicators:
| Volumen lote | Tasa flujo | Dispositivos recomendados |
|---|---|---|
| 1 jar 500mL | 10 200 mL yá min | UP100H |
| 10 da 2000mL | 20 400 mL yá min. | UP200Ht, UP400St |
| 0.1 da 20L | 0.2 4 L yá min | UIP2000hdT |
| 10 da 100L | 2 10 L yá min | UIP4000hdT |
| 15 ma 150L | 3 15 L yá min | UIP6000hdT |
| n.a. | 10 100 L yá min | UIP16000 |
| n.a. | mäs dätä | Cluster ar UIP16000 |
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Ot'a yá Referencias
- 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.
Hechos Bale ar penä ga pädi
¿Yogo'ä ya nanofluidos ya hoga pa aplicaciones refrigeración ne transferencia pa?
'Nar 'ra'yo nsa̲di ar refrigerantes ge ya nanofluidos consisten 'nar fluido base (nt'udi, ar dehe), nä'ä da mats'i nu'u komongu líquido portador partículas tamaño nanométrico. Ya nanopartículas diseñadas específicamente (nt'udi, CuO ar tamaño nanométrico, dióxido titanio ar alúmina, nanotubos carbono, sílice wa metales komongu ar cobre, nanovarillas ya t'axi) dispersas jar fluido base xi mejorar significativamente ar ar mfeni transferencia pa ar nanofluido resultante. 'Me̲hna thogi ne ya nanofluidos 'bu̲hu̲ extraordinarios líquidos refrigerantes ar mar hñets'i ar rendimiento.
Njapu'befi ya nanofluidos fabricados específicamente da contienen nanopartículas termoconductoras permite mejoras significativas ar transferencia ne ar disipación pa; Ngu, ya nanovarillas ár t'axi 55±12 nm diámetro ne 12,8 μm de longitud media a 0,5 vol.% aumentaron conductividad térmica ar dehe 'nar 68%, ne ar 0,5 vol.% nanovarillas ár t'axi aumentaron conductividad térmica ar ar refrigerante a base de etilenglicol ja 'nar 98%. Ya nanopartículas alúmina 0,1% xi aumentar flujo pa crítico ar dehe asta jar 'nar 70%; Ya partículas o̲t'e 'nar superficie porosa rugosa jar nt'ot'e enfriado, nä'ä fomenta formación 'ra'yo burbujas, ne ár 'mui hidrófila ayuda da alejar ya dificultando ar formación ar capa vapor. Nanofluido ko 'nar concentración mäs xi ngu 5% da mats'i nu'u komongu fluidos hingi newtonianos. (cf. (Oldenburg et jar el., 2007))
Adición nanopartículas metálicas ja ya refrigerantes utilizados ja ya sistemas control térmico to aumentar drásticamente conductividad térmica fluido ar base. Ya materiales compuestos ar nanopartículas metálicas ne fluidos ar pädi komongu nanofluidos ne ár njapu'befi Honja refrigerantes pe̲ts'i ár hne ar reducir ya requisitos be̲xu ne nts'edi ya sistemas control térmico ya naves espaciales. Conductividad térmica ya nanofluidos bi jagu̲ju̲ ar concentración, ar tamaño, ar 'mui, química jar superficie ne jar dätä hnini agregación ya nanopartículas constituyentes. Ar investigaron ya efectos concentración carga nanopartículas ne ar nthe aspecto ya nanopartículas dige ar conductividad ar térmica ne ar viscosidad ya refrigerantes a base de ar dehe ne etilenglicol Ya nanovarillas ár t'axi ko 'nar diámetro 55 ± 12 nm ne 'nar longitud promedio 12,8 ± 8,5 μm ja 'nar concentración 0,5% jar volumen aumentaron conductividad térmica ar dehe jar 'nar 68%. Conductividad térmica ja 'nar refrigerante a base de etilenglicol ar incrementó ja 'nar 98% ko 'nar concentración carga nanovarillas ár t'axi ar 0,5% jar volumen. Ya nanorods mäs largos tuvieron 'nar dätä ntsoni dige ar conductividad térmica da nanorods ya mäs cortos ko xkagentho ar densidad ar carga. Wat'i, ya nanorods mäs largos 'nehe aumentaron ar viscosidad ar fluido base da mayor medida da nanorods ya mäs cortos.
(Oldenburg et jar el., 2007)
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