Ftohësit e bazuar në nanofluide termopërçuese
Nanofluidet e sintetizuara me ultratinguj janë ftohës efikasë dhe lëngje shkëmbyes nxehtësie. Nanomaterialet termopërçues rrisin ndjeshëm transferimin e nxehtësisë dhe kapacitetin e shpërndarjes së nxehtësisë. Sonicizimi është i vendosur mirë në sintezën dhe funksionalizimin e nanogrimcave termopërçuese, si dhe në prodhimin e nanofluideve të qëndrueshme me performancë të lartë për aplikime ftohëse.
Efektet Nanofluidike në Performancën Termo-Hidraulike
Përçueshmëria termike e një materiali është një masë e aftësisë së tij për të përcjellë nxehtësinë. Për ftohësit dhe lëngun e transferimit të nxehtësisë (i quajtur gjithashtu lëng termik ose vaj termik), dëshirohet një përçueshmëri e lartë termike. Nanomateriale të shumta ofrojnë veti të shkëlqyera termo-përçuese. Për të përdorur përçueshmërinë termike superiore të nanomaterialeve, të ashtuquajturat nanofluide përdoren si lëngje ftohëse. Një nanofluid është një lëng, në të cilin grimcat me madhësi nanometër pezullohen në lëngun bazë si uji, glikoli ose vaji, ku ato formojnë një zgjidhje koloidale. Nanofluidet mund të rrisin ndjeshëm përçueshmërinë termike në krahasim me lëngjet pa nanogrimca ose grimca më të mëdha. Materiali, madhësia, viskoziteti, ngarkesa sipërfaqësore dhe qëndrueshmëria e lëngjeve të nanogrimcave të shpërndara ndikojnë ndjeshëm në performancën termike të nanofluideve. Nanofluidet po fitojnë me shpejtësi rëndësi në aplikimet e transferimit të nxehtësisë pasi ato tregojnë performancë superiore të transferimit të nxehtësisë kur krahasohen me lëngjet bazë konvencionale.
Dispersioni tejzanor është një teknikë shumë efikase, e besueshme dhe e krijuar industrialisht për të prodhuar nanofluide me kapacitete të transferimit të nxehtësisë me performancë të lartë.
UP400St, një procesor ultrasonik i fuqishëm 400 W për prodhimin e nanofluideve me përçueshmëri termike superiore.
- një raport i lartë sipërfaqe: vëllimi për shpejtësi dukshëm më të larta të transferimit të energjisë dhe masës
- masë e ulët për qëndrueshmëri shumë të mirë koloidale
- inerci e ulët, e cila minimizon erozionin
Këto karakteristika të lidhura me madhësinë nano u japin nanofluideve përçueshmërinë e jashtëzakonshme termike. Dispersioni tejzanor është teknika më efikase për të prodhuar nanogrimca dhe nanofluide të funksionalizuara.
Nanofluide të prodhuara në mënyrë tejzanore me përcjellshmëri termike superiore
Nanomateriale të shumta – të tilla si CNT, silicë, grafeni, alumini, argjendi, nitridi i borit dhe shumë të tjera – Tashmë është vërtetuar se rrisin përçueshmërinë termike të lëngjeve të transferimit të nxehtësisë. Më poshtë, mund të gjeni rezultate shembullore të kërkimit për nanofluidet termo-përçues të përgatitur nën ultratinguj.
Prodhimi i nanofluideve me bazë alumini me ultratinguj
Buonomo etj. (2015) demonstroi përçueshmërinë termike të përmirësuar të nanofluideve Al2O3, të cilat u përgatitën nën ultratinguj.
Për të shpërndarë nanogrimcat Al2O3 në mënyrë uniforme në ujë, studiuesit përdorën ultrasonikatorin UP400S të tipit sondë Hielscher. Grimcat e aluminit të deaglomeruara dhe të shpërndara në mënyrë tejzanore të prodhuara në një madhësi grimcash prej përafërsisht. 120 nm për të gjithë nanofluidet – pavarësisht nga përqendrimi i grimcave. Përçueshmëria termike e nanofluideve po rritej në temperatura më të larta në krahasim me ujin e pastër. Me përqendrim 0,5% të grimcave Al2O3 në temperaturën e dhomës prej 25°C, rritja e përçueshmërisë termike është vetëm rreth 0,57%, por në 65°C kjo vlerë rritet në rreth 8%. Për përqendrimin e vëllimit prej 4%, rritja shkon nga 7.6% në 14.4% me rritjen e temperaturës nga 25°C në 65°C.
[krh. Buonomo et al., 2015]
Shpërndarja e madhësisë së grimcave të nanofluideve të nitridit të borit me bazë uji me përqendrime të ndryshme të nitridit të borit pas ultrazërit me UP400S (a) 0,1% hBN, (b) 0,5% hBN, (c) 2% hBN
(Studim dhe grafikë: © Ilhan et al., 2016)
Prodhimi i nanofluidit me bazë nitridi bor duke përdorur sonication
Ilhan et al. (2016) hetoi përçueshmërinë termike të nanofluideve të bazuara në nitrid bori gjashtëkëndor (hBN). Për këtë qëllim, një seri nanofluidesh të qëndrueshme, të shpërndara mirë, që përmbajnë nanogrimca hBN me një diametër mesatar prej 70 nm, prodhohen me një metodë me dy hapa që përfshin ultratinguj dhe surfaktantë të tillë si dodecil sulfati i natriumit (SDS) dhe polivinil pirolidoni (PVP). Nanofluidi hBN-ujë i shpërndarë në mënyrë ultrasonike tregon rritje të konsiderueshme të përçueshmërisë termike edhe për përqendrime shumë të holluara të grimcave. Sonicizimi me ultrasonikatorin e tipit sondë UP400S zvogëloi madhësinë mesatare të grimcave të agregateve deri në diapazonin 40-60 nm. Studiuesit arrijnë në përfundimin se agregatet e mëdha dhe të dendura të nitridit të borit, të cilat u vunë re në gjendje të thatë të patrajtuar, thyhen me procesin e ultrazërit dhe shtimin e surfaktantit. Kjo e bën dispersionin tejzanor një metodë efektive për përgatitjen e nanofluideve me bazë uji me përqendrime të ndryshme të grimcave.
[krh. Ilhan et al., 2016]
Imazhi STEM që tregon morfologjinë e një nanofluidi hBN me bazë etilen glikol (EG) të shpërndarë në mënyrë tejzanor me përqendrim të vëllimit të grimcave 0,5%.
(Studim dhe grafikë: © Ilhan et al., 2016)
“Ultratingulli është procesi më i përdorur në literaturë për të rritur qëndrueshmërinë e nanofluideve.” [Ilhan et al., 2016] Dhe gjithashtu në prodhimin industrial, sonikimi është në ditët e sotme teknika më efektive, më e besueshme dhe ekonomike për të marrë nanofluide të qëndrueshme afatgjatë me performancë të jashtëzakonshme.
Ultratinguj industrialë për prodhimin e ftohësit
E vërtetuar shkencërisht, e themeluar industrialisht – Hielscher Ultrasonicators për Prodhimin Nanofluid
Shpërndarësit tejzanor me prerje të lartë janë makina të besueshme për prodhimin e vazhdueshëm të ftohësve me performancë të lartë dhe lëngjeve të transferimit të nxehtësisë. Përzierja e drejtuar me ultratinguj është e njohur për efikasitetin dhe besueshmërinë e saj – edhe kur zbatohen kushte kërkuese të përzierjes.
Pajisjet Hielscher Ultrasonics ju lejojnë të përgatisni nanofluide jo toksike, jo të rrezikshme, madje edhe të kategorisë ushqimore. Në të njëjtën kohë, të gjithë ultrasonikët tanë janë shumë efikas, të besueshëm, të sigurt për t'u përdorur dhe shumë të fortë. Të ndërtuara për funksionim 24/7, edhe ultrasonikët tanë me tavolinë dhe me madhësi mesatare janë në gjendje të prodhojnë vëllime të jashtëzakonshme.
Lexoni më shumë rreth prodhimit me ultratinguj të nanofluideve ose na kontaktoni tani për të marrë një konsultë të thelluar dhe një propozim falas për një shpërndarës tejzanor!
Tabela e mëposhtme ju jep një tregues të kapacitetit të përafërt të përpunimit të ultrasonikëve tanë:
| Vëllimi i grupit | Shkalla e rrjedhjes | Pajisjet e rekomanduara |
|---|---|---|
| 1 deri në 500 ml | 10 deri në 200 ml/min | UP100H |
| 10 deri në 2000 ml | 20 deri në 400 ml/min | UP200Ht, UP400 St |
| 0.1 deri në 20L | 0.2 deri në 4L/min | UIP2000hdT |
| 10 deri në 100 litra | 2 deri në 10 l/min | UIP4000hdT |
| 15 deri në 150 litra | 3 deri në 15 l/min | UIP6000hdT |
| na | 10 deri në 100 l/min | UIP16000 |
| na | më të mëdha | grumbull i UIP16000 |
Na kontaktoni! / Na pyesni!
Hielscher Ultrasonics prodhon homogjenizues tejzanor me performancë të lartë për përzierjen e aplikimeve, shpërndarjen, emulsifikimin dhe nxjerrjen në shkallë laboratorike, pilot dhe industriale.
Literatura / Referencat
- 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.
Fakte që ia vlen të dihen
Pse nanofluidet janë të mira për aplikime për ftohje dhe transferim të nxehtësisë?
Një klasë e re e ftohësve janë nanofluidet që përbëhen nga një lëng bazë (p.sh. uji), i cili vepron si lëng mbartës për grimcat me madhësi nano. Nanogrimcat e dizajnuara sipas qëllimit (p.sh. CuO me madhësi nano, dioksidi i titanit të aluminit, nanotubat e karbonit, silica ose metale të tilla si bakri, nanrotullat e argjendit) të shpërndara në lëngun bazë mund të rrisin ndjeshëm kapacitetin e transferimit të nxehtësisë së nanofluidit që rezulton. Kjo i bën nanofluidet lëngje ftohëse të jashtëzakonshme me performancë të lartë.
Përdorimi i nanofluideve të prodhuara posaçërisht që përmbajnë nanogrimca termo-përçuese mundësojnë përmirësime të konsiderueshme në transferimin dhe shpërndarjen e nxehtësisë; p.sh. Nanogrimcat e aluminit në 0.1% mund të rrisin fluksin kritik të nxehtësisë së ujit deri në 70%; grimcat formojnë sipërfaqe të ashpër poroze në objektin e ftohur, gjë që nxit formimin e flluskave të reja, dhe natyra e tyre hidrofilike më pas ndihmon në largimin e tyre, duke penguar formimin e shtresës së avullit. Nanofluidi me përqendrim më shumë se 5% vepron si lëngjet jonjutoniane. (krh. (Oldenburg et al., 2007)
Shtimi i nanogrimcave metalike tek ftohësit e përdorur në sistemet e kontrollit termik mund të rrisë në mënyrë dramatike përçueshmërinë termike të lëngut bazë. Materiale të tilla të përbëra metalike nanogrimca-lëng quhen nanofluide dhe përdorimi i tyre si ftohës ka potencialin të reduktojë peshën dhe kërkesat e fuqisë së sistemeve të kontrollit termik të anijes kozmike. Përçueshmëria termike e nanofluideve varet nga përqendrimi, madhësia, forma, kimia e sipërfaqes dhe gjendja e grumbullimit të nanogrimcave përbërëse. U hetuan efektet e përqendrimit të ngarkimit të nanogrimcave dhe raporti i pamjes së nanogrimcave në përçueshmërinë termike dhe viskozitetin e ftohësve me bazë uji dhe etilen glikoli. Nanoshkopinjtë e argjendit me një diametër prej 55 ± 12 nm dhe një gjatësi mesatare prej 12,8 ± 8,5 μm në një përqendrim prej 0,5% të vëllimit rritën përçueshmërinë termike të ujit me 68%. Përçueshmëria termike e një ftohësi me bazë etilen glikol u rrit me 98% me një përqendrim ngarkues nanorosh argjendi prej 0.5% në vëllim. Nanoroshinat më të gjata kishin një efekt më të madh në përçueshmërinë termike sesa nanoshotat më të shkurtra me të njëjtën densitet ngarkimi. Sidoqoftë, nanoshodra më të gjata gjithashtu rritën viskozitetin e lëngut bazë në një masë më të madhe se nanoshotat më të shkurtra.
(Oldenburg et al., 2007)
Hielscher Ultrasonics prodhon homogjenizues tejzanor me performancë të lartë nga laboratori te madhësia industriale.