Płyny chłodzące na bazie nanopłynów termoprzewodzących

Ultrasonicznie syntetyzowane nanofluidy są wydajnymi chłodziwami i cieczami do wymienników ciepła. Nanomateriały termoprzewodzące znacznie zwiększają zdolność przekazywania ciepła i odprowadzania ciepła. Sonikacja ma ugruntowaną pozycję w syntezie i funkcjonalizacji nanocząstek termoprzewodzących, jak również w produkcji stabilnych, wysokowydajnych nanofluidów do zastosowań chłodniczych.

Wpływ nanofluidów na wydajność termo-hydrauliczną

Przewodność cieplna materiału jest miarą jego zdolności do przewodzenia ciepła. W przypadku chłodziw i płynów do wymiany ciepła (zwanych również płynami termicznymi lub olejami termicznymi) pożądana jest wysoka przewodność cieplna. Wiele nanomateriałów oferuje doskonałe właściwości termoprzewodzące. W celu wykorzystania doskonałego przewodnictwa cieplnego nanomateriałów, jako płyny chłodzące stosuje się tak zwane nanofluidy. Nanofluidy to płyny, w których cząstki o rozmiarach nanometrowych są zawieszone w płynie bazowym, takim jak woda, glikol lub olej, gdzie tworzą roztwór koloidalny. Nanofluidy mogą znacznie zwiększyć przewodność cieplną w porównaniu z płynami bez nanocząstek lub z większymi cząstkami. Materiał, rozmiar, lepkość, ładunek powierzchniowy i stabilność cieczy rozproszonych nanocząstek znacząco wpływają na wydajność cieplną nanofluidów. Nanopłyny szybko zyskują na znaczeniu w zastosowaniach związanych z przenoszeniem ciepła, ponieważ wykazują znakomitą wydajność wymiany ciepła w porównaniu z konwencjonalnymi płynami bazowymi.
Dyspersja ultradźwiękowa jest wysoce wydajną, niezawodną i uznaną w przemyśle techniką wytwarzania nanofluidów o wysokiej wydajności wymiany ciepła.

Ultrasonicznie syntetyzowane nanofluidy są wydajnymi chłodziwami i cieczami do wymienników ciepła. Nanomateriały termoprzewodzące znacznie zwiększają zdolność przekazywania ciepła i odprowadzania ciepła. Sonikacja ma ugruntowaną pozycję w syntezie i funkcjonalizacji nanocząstek termoprzewodzących, jak również w produkcji stabilnych, wysokowydajnych nanofluidów do zastosowań chłodniczych.

Ultradźwiękowe dyspergowanie nanorurek węglowych (CNT) w glikolu polietylenowym (PEG)

Zapytanie o informacje




Zwróć uwagę na nasze Polityka prywatności.


UP400St do dyspersji nanocząstek w nanofluidach.

UP400St, mocny procesor ultradźwiękowy o mocy 400W do produkcji nanofluidów o doskonałej przewodności cieplnej.

Ultrasonizacja pozwala na uwolnienie zalet nanocząstek takich jak

  • wysoki stosunek powierzchni do objętości dla znacznie wyższych współczynników transferu energii i masy
  • niska masa dla bardzo dobrej stabilności koloidalnej
  • mała bezwładność, która minimalizuje erozję

Te cechy związane z nanorozmiarami nadają nanofluidom wyjątkową przewodność cieplną. Dyspersja ultradźwiękowa jest najbardziej efektywną techniką wytwarzania funkcjonalizowanych nanocząstek i nanofluidów.

Ultradźwiękowo wytwarzane nanociecze o doskonałej przewodności cieplnej

Liczne nanomateriały – takie jak CNT, krzemionka, grafen, aluminium, srebro, azotek boru i wiele innych – zostały już udowodnione, że zwiększają przewodność cieplną płynów do wymiany ciepła. Poniżej można znaleźć przykładowe wyniki badań dla termoprzewodzących nanofluidów przygotowanych w procesie ultradźwięków.

Wytwarzanie nanofluidu na bazie alumiunium przy użyciu ultradźwięków

Buonomo i wsp. (2015) wykazali poprawę przewodności cieplnej nanofluidów Al2O3, które zostały przygotowane pod wpływem ultradźwięków.
W celu równomiernego zdyspergowania nanocząstek Al2O3 w wodzie badacze zastosowali ultradźwiękowiec UP400S z sondą firmy Hielscher. Ultradźwiękowo zdezaglomerowane i zdyspergowane cząstki aluminium miały wielkość ok. 120 nm dla wszystkich nanofluidów. – niezależnie od koncentracji cząstek. Przewodność cieplna nanofluidów wzrastała w wyższych temperaturach w porównaniu z czystą wodą. Przy 0,5% stężeniu cząstek Al2O3 w temperaturze pokojowej 25°C wzrost przewodności cieplnej wynosi tylko około 0,57%, ale w temperaturze 65°C wartość ta wzrasta do około 8%. Dla stężenia objętościowego 4% wzrost wzrasta z 7,6% do 14,4% przy wzroście temperatury z 25°C do 65°C.
[por. Buonomo i in., 2015].

Dyspersja ultradźwiękowa jest wysoce efektywną metodą wytwarzania wodnych nanofluidów z azotku bononu o doskonałej przewodności cieplnej.

Rozkład wielkości cząstek wodnych nanofluidów z azotkiem boru o różnym stężeniu po ultradźwiękowej obróbce za pomocą UP400S (a) 0,1% hBN, (b) 0,5% hBN, (c) 2% hBN
(Opracowanie i wykresy: © Ilhan et al., 2016)

Wytwarzanie nanopłynów na bazie azotku boru przy użyciu sonikacji

Ilhan i wsp. (2016) badali przewodnictwo cieplne nanofluidów opartych na heksagonalnym azotku boru (hBN). W tym celu wytworzono serię dobrze zdyspergowanych, stabilnych nanofluidów, zawierających nanocząstki hBN o średniej średnicy 70 nm, za pomocą dwuetapowej metody obejmującej ultradźwięki i środki powierzchniowo czynne, takie jak dodecylosiarczan sodu (SDS) i poliwinylopirolidon (PVP). Zdyspergowany ultradźwiękowo nanofluid hBN-woda wykazuje znaczny wzrost przewodności cieplnej nawet dla bardzo rozcieńczonych stężeń cząstek. Sonikacja za pomocą ultradźwiękowca sondowego UP400S zmniejszyła średni rozmiar cząstek agregatów do zakresu 40-60 nm. Naukowcy stwierdzają, że duże i gęste agregaty azotku boru, które obserwowano w stanie suchym bez obróbki, ulegają rozbiciu przy zastosowaniu procesu ultradźwiękowego i dodatku surfaktantu. Dzięki temu dyspersja ultradźwiękowa jest skuteczną metodą przygotowania wodnych nanofluidów o różnych stężeniach cząstek.
[por. Ilhan i in., 2016].

Obraz w skaningowym transmisyjnym mikroskopie elektronowym (STEM) przedstawia zdyspergowany ultradźwiękowo azotek boru w glikolu etylenowym. Do dyspersji ultradźwiękowej użyto urządzenia UP400S. Otrzymany nanofluid ma wysoką przewodność cieplną.

Obraz STEM przedstawiający morfologię zdyspergowanego ultradźwiękowo nanofluidu hBN na bazie glikolu etylenowego (EG) o stężeniu objętościowym cząstek 0,5%.
(Opracowanie i wykresy: © Ilhan et al., 2016)

Ultradźwiękowe dyspergowanie nano-krzemionki: Homogenizator ultradźwiękowy Hielscher UP400St szybko i wydajnie dysperguje nanocząstki krzemionki w jednolitą nanodyspersję.

Dyspersja ultradźwiękowa nanokrzemionki przy użyciu ultradźwiękowca UP400St

Zapytanie o informacje




Zwróć uwagę na nasze Polityka prywatności.


“Ultrasonizacja jest najczęściej wykorzystywanym w literaturze procesem zwiększającym stabilność nanofluidów.” [Ilhan et al., 2016] A także w produkcji przemysłowej sonikacja jest obecnie najbardziej efektywną, niezawodną i ekonomiczną techniką otrzymywania długotrwale stabilnych nanofluidów o znakomitych parametrach.

Przemysłowe ultradźwięki do produkcji chłodziwa

Naukowo sprawdzony, przemysłowo uznany – Ultradźwiękowce Hielschera do produkcji nanofluidów
Wysokowydajne ultradźwięki są niezawodnymi i wysoce wydajnymi systemami mieszania inline do produkcji termoprzewodzących nanofluidów.Ultradźwiękowe dyspergatory o wysokim ścinaniu to niezawodne maszyny do ciągłej produkcji wysokowydajnych chłodziw i płynów do wymiany ciepła. Mieszanie napędzane ultradźwiękami jest znane z wydajności i niezawodności. – nawet w przypadku trudnych warunków mieszania.
Urządzenia Hielscher Ultrasonics pozwalają na przygotowanie nietoksycznych, nieszkodliwych, a niektórych nawet spożywczych nanofluidów. Jednocześnie wszystkie nasze ultradźwięki są wysoce wydajne, niezawodne, bezpieczne w eksploatacji i bardzo wytrzymałe. Zbudowane do pracy 24/7, nawet nasze ultradźwięki stołowe i średniej wielkości są w stanie produkować niezwykłe ilości.
Przeczytaj więcej o ultradźwiękowej produkcji nanofluidów lub skontaktuj się z nami już teraz, aby uzyskać dogłębną konsultację i bezpłatną propozycję dyspergatora ultradźwiękowego!

Poniższa tabela daje wskazanie przybliżonej mocy przerobowych naszych ultrasonicators:

Wielkość partii natężenie przepływu Polecane urządzenia
1 do 500mL 10-200mL/min UP100H
10 do 2000mL 20-400mL/min UP200Ht, UP400St
0.1 do 20L 0.2 do 4L/min UIP2000hdT
10-100L 2 do 10L/min UIP4000hdT
15 do 150L 3 do 15L/min UIP6000hdT
b.d. 10-100L/min UIP16000
b.d. większe klaster UIP16000

Skontaktuj się z nami! / Zapytaj nas!

Poproś o więcej informacji

Prosimy o skorzystanie z poniższego formularza w celu uzyskania dodatkowych informacji na temat procesorów ultradźwiękowych, zastosowań i ceny. Chętnie omówimy z Państwem proces i zaproponujemy Państwu system ultradźwiękowy spełniający Państwa wymagania!









Proszę zwrócić uwagę na nasze Polityka prywatności.


W tym filmie pokazujemy 2-kilowatowy system ultradźwiękowy do pracy inline w szafie z możliwością oczyszczania. Firma Hielscher dostarcza urządzenia ultradźwiękowe do prawie wszystkich gałęzi przemysłu, takich jak przemysł chemiczny, farmaceutyczny, kosmetyczny, petrochemiczny oraz do procesów ekstrakcji na bazie rozpuszczalników. Ta oczyszczalna szafa ze stali nierdzewnej jest przeznaczona do pracy w strefach zagrożonych wybuchem. W tym celu szczelna szafa może być oczyszczona przez klienta azotem lub świeżym powietrzem, aby zapobiec przedostaniu się do niej łatwopalnych gazów lub oparów.

Ultradźwięki 2x 1000 W w obudowie z możliwością oczyszczenia do instalacji w strefach zagrożonych wybuchem

Ultradźwiękowe homogenizatory o wysokim ścinaniu są stosowane w laboratoriach, na stanowiskach badawczych, w procesach pilotażowych i przemysłowych.

Hielscher Ultrasonics produkuje wysokowydajne homogenizatory ultradźwiękowe do zastosowań mieszania, dyspergowania, emulgowania i ekstrakcji na skalę laboratoryjną, pilotażową i przemysłową.



Literatura / materiały źródłowe

Fakty Warto wiedzieć

Dlaczego nanofluidy są dobre do zastosowań w chłodzeniu i wymianie ciepła?

Nową klasą chłodziw są nanofluidy, które składają się z płynu bazowego (np. wody), który działa jako płyn nośny dla nanocząstek. Celowo zaprojektowane nanocząstki (np. nanowymiarowe CuO, dwutlenek tytanu z tlenku glinu, nanorurki węglowe, krzemionka lub metale takie jak miedź, nanorody srebra) zdyspergowane w płynie bazowym mogą znacznie zwiększyć pojemność wymiany ciepła powstałego nanofluidu. Dzięki temu nanofluidy są niezwykłymi, wysokowydajnymi płynami chłodzącymi.
Zastosowanie specjalnie wytworzonych nanofluidów zawierających termoprzewodzące nanocząstki pozwala na znaczną poprawę wymiany i odprowadzania ciepła; np. nanorody srebra o średnicy 55±12 nm i średniej długości 12,8 µm w ilości 0,5 vol.% zwiększyły przewodność cieplną wody o 68%, a 0,5 vol.% nanorody srebra zwiększyły przewodność cieplną chłodziwa na bazie glikolu etylenowego o 98%. Nanocząstki tlenku glinu w stężeniu 0,1% mogą zwiększyć krytyczny strumień ciepła wody aż o 70%; cząstki tworzą na chłodzonym obiekcie szorstką porowatą powierzchnię, co sprzyja tworzeniu się nowych pęcherzyków, a ich hydrofilowy charakter pomaga następnie je wypychać, utrudniając tworzenie się warstwy pary wodnej. Nanofluid o stężeniu powyżej 5% zachowuje się jak płyny nienewtonowskie. (por. (Oldenburg i in., 2007)

Dodatek nanocząstek metali do chłodziw stosowanych w systemach kontroli termicznej może radykalnie zwiększyć przewodność cieplną płynu bazowego. Takie kompozyty nanocząstek metalu z płynem nazywane są nanofluidami, a ich zastosowanie jako chłodziwa może potencjalnie zmniejszyć wagę i zapotrzebowanie na moc systemów kontroli termicznej statków kosmicznych. Przewodnictwo cieplne nanofluidów zależy od koncentracji, rozmiaru, kształtu, składu chemicznego powierzchni oraz stanu skupienia nanocząstek wchodzących w ich skład. Zbadano wpływ stężenia ładunku nanocząstek oraz współczynnika kształtu nanocząstek na przewodność cieplną i lepkość chłodziw na bazie wody i glikolu etylenowego. Nanorody srebra o średnicy 55 ± 12 nm i średniej długości 12,8 ± 8,5 μm w stężeniu 0,5% objętościowych zwiększały przewodnictwo cieplne wody o 68%. Przewodność cieplna chłodziwa na bazie glikolu etylenowego wzrosła o 98% przy stężeniu ładunku nanorurek srebra wynoszącym 0,5% objętości. Dłuższe nanorody miały większy wpływ na przewodność cieplną niż krótsze nanorody przy tej samej gęstości załadunku. Jednakże dłuższe nanorody zwiększały również lepkość płynu bazowego w większym stopniu niż krótsze nanorody.
(Oldenburg i in., 2007)


Ultradźwięki o wysokiej wydajności! Paleta produktów firmy Hielscher obejmuje pełne spektrum od kompaktowych ultradźwięków laboratoryjnych, poprzez urządzenia stołowe, aż po przemysłowe systemy ultradźwiękowe.

Firma Hielscher Ultrasonics produkuje wysokowydajne homogenizatory ultradźwiękowe od laboratorium do wielkość przemysłowa.