Теплоносители – превосходная эффективность благодаря наножидкостям, обработанным ультразвуком

Преодолейте ограничения теплопроводности теплоносителей! Создавайте стабильные наножидкости с помощью ультразвукового диспергирования и повышайте теплопроводность с помощью наноразмерных теплоносителей. Зондовые ультразвуковые аппараты Hielscher – высокоэффективные и надёжные диспергаторы для производства наножидкостей.

Преимущества ультразвукового диспергирования при получении теплоносителей на основе наножидкостей

Наножидкости, диспергированные ультразвуком, отличаются исключительно равномерным распределением частиц и длительной стабильностью, что улучшает функциональные характеристики теплоносителей благодаря повышенной теплопроводности.

• Повышенная теплопроводность
  Равномерное диспергирование увеличивает эффективную площадь поверхности наночастиц, взаимодействующих с жидкостью, усиливая передачу тепла за счёт теплопроводности.
• Повышенная долговременная стабильность
  Наножидкости, обработанные ультразвуком, демонстрируют значительно меньшую седиментацию и агломерацию, обеспечивая предсказуемые и стабильные тепловые характеристики.
• Масштабируемость и повторяемость
  Зондовые ультразвуковые аппараты с выходной мощностью от 100 W до 16 kW позволяют масштабировать процесс как для разработки составов в лаборатории, так и для промышленного производства, обеспечивая точный контроль подводимой энергии и времени обработки.
• Совместимость с различными жидкостными системами
  Обработка ультразвуком применима к широкому спектру базовых жидкостей – от воды и гликолей до масел с высокой температурой кипения и синтетических теплоносителей, используемых в экстремальных условиях.

Теплоносители – лучше в виде наножидкостей

Теплоносители (HTFs) являются важнейшими компонентами тепловых систем в самых разных отраслях – от солнечной энергетики и химического производства до охлаждения автомобильных систем и электроники. Их основная задача – эффективно поглощать, переносить и рассеивать тепловую энергию, поддерживая стабильность работы и предотвращая перегрев как в высокотемпературных, так и в низкотемпературных условиях.
Традиционно к теплоносителям относятся вода, этиленгликоль, минеральные масла и синтетические жидкости. Однако по мере роста технологических требований к регулированию теплового режима – особенно в миниатюрных системах и системах с высокой плотностью мощности – ограниченная теплопроводность традиционных жидкостей становится сдерживающим фактором.
Здесь на помощь приходят наножидкости.
Наножидкости представляют собой специально разработанные коллоидные суспензии наночастиц (обычно размером менее 100 nm) в базовых жидкостях. Эти наночастицы – оксиды металлов (например, Al₂O₃, ZnO), металлы (например, Cu, Ag), углеродные структуры (например, графен, углеродные нанотрубки) – резко повышают теплопроводность, коэффициент конвективной теплоотдачи и удельную теплоёмкость жидкости.
Чтобы быть надёжными и удобными в практическом применении, наножидкости должны удовлетворять одному важнейшему требованию: долговременной стабильности. Без стабильного и равномерного диспергирования наночастицы склонны к агломерации, осаждению или реакции с базовой жидкостью – что ухудшает не только тепловые характеристики, но и безопасность и долговечность системы.
 

Ультразвуковые гомогенизаторы способны производить стабильные наножидкости, отвечающие требованиям к изготовлению высокоэффективных теплоносителей.

Ультразвуковые диспергаторы для производства теплоносителей

Обработка ультразвуком – в частности, с использованием зондовых ультразвуковых аппаратов – является проверенным, масштабируемым методом получения высокоэффективных наножидкостей с превосходной стабильностью и воспроизводимостью.

Но что делает обработку ультразвуком столь эффективной?
Высокоэффективный механизм ультразвукового диспергирования основан на акустической кавитации: образовании, росте и имплозивном схлопывании микропузырьков в жидкой среде под воздействием высокоинтенсивного низкочастотного ультразвука (обычно с частотой около 20 kHz). Это физическое явление создаёт интенсивные локальные силы сдвига, микроструи и ударные волны, достаточно мощные, чтобы:

• Разрушать агломераты и агрегаты наночастиц
• Обеспечивать равномерное диспергирование наночастиц в вязких жидкостях или жидкостях с высоким поверхностным натяжением
• Способствовать смачиванию поверхностей частиц базовой жидкостью
• Уменьшать размер частиц (в некоторых случаях до размера первичных частиц)
• Кроме того, обработка ультразвуком представляет собой нехимический подход с малым количеством добавок, который сводит к минимуму потребность в поверхностно-активных веществах или диспергирующих агентах – тем самым сохраняя физико-химические свойства как жидкости, так и наночастиц.

 
Здесь вы найдёте протоколы приготовления наножидкостей различных составов!
Узнайте, как обработка ультразвуком используется для улучшения материалов с фазовым переходом!
 

Ультразвуковое диспергирование наночастиц – эффективное уменьшение размера частиц и равномерное диспергирование

Ультразвуковые аппараты Hielscher для производства наножидкостей-теплоносителей

Использование ультразвукового диспергирования при производстве теплоносителей на основе наножидкостей – больше, чем выбор способа обработки: это необходимость для создания надёжных, высокоэффективных решений по управлению тепловым режимом в сложных условиях эксплуатации. По мере того как исследования открывают новые химические составы наночастиц и сочетания базовых жидкостей, обработка ультразвуком выделяется как основополагающий метод, обеспечивающий их практическое применение.
Ультразвуковые гомогенизаторы Hielscher доступны в виде настольных и полностью промышленных диспергаторов, обеспечивающих линейное масштабирование от испытания составов до коммерческого производства.

По вопросам технической реализации, рекомендаций по оборудованию или подробных параметров процесса, адаптированных к вашим конкретным системам наножидкостей, обращайтесь к нашим специалистам по обработке ультразвуком.
 

Проектирование, производство и консультирование – качество, произведённое в Германии

Ультразвуковые аппараты Hielscher хорошо известны своими высочайшими стандартами качества и проектирования. Прочность и простота эксплуатации обеспечивают беспрепятственную интеграцию наших ультразвуковых аппаратов в промышленные установки. Ультразвуковые аппараты Hielscher легко справляются с суровыми условиями и сложными средами эксплуатации.

Hielscher Ultrasonics – компания, сертифицированная по ISO, которая уделяет особое внимание высокопроизводительным ультразвуковым аппаратам, сочетающим самые современные технологии и удобство использования. Разумеется, ультразвуковые аппараты Hielscher соответствуют требованиям CE и отвечают требованиям UL, CSA и RoHs.

Таблица ниже даёт представление о приблизительной производительности наших ультразвуковых аппаратов: