Расхладне течности на бази термопроводних нанофлуида

Ултразвучно синтетисани нанофлуиди су ефикасне расхладне течности и течности измењивача топлоте. Термопроводни наноматеријали значајно повећавају пренос топлоте и капацитет дисипације топлоте. Соникација је добро успостављена у синтези и функционализацији термопроводних наночестица, као и у производњи стабилних нанофлуида високих перформанси за примене у хлађењу.

Нанофлуидни ефекти на термо-хидрауличке перформансе

Топлотна проводљивост материјала је мера његове способности да проводи топлоту. За расхладне течности и течности за пренос топлоте (који се такође називају термални флуид или термално уље), пожељна је висока топлотна проводљивост. Бројни наноматеријали нуде одлична термо-проводљива својства. Да би се искористила супериорна топлотна проводљивост наноматеријала, као расхладне течности се користе такозвани нанофлуиди. Нанофлуиди су течност у којој су честице нанометарске величине суспендоване у базној течности попут воде, гликола или уља, где формирају колоидни раствор. Нанофлуиди могу значајно повећати топлотну проводљивост у поређењу са течностима без наночестица или већих честица. Материјал, величина, вискозитет, површински набој и стабилност течности диспергованих наночестица значајно утичу на термичке перформансе нанофлуида. Нанофлуиди брзо добијају на значају у апликацијама за пренос топлоте јер показују супериорне перформансе преноса топлоте у поређењу са конвенционалним базним течностима.
Ултразвучна дисперзија је високо ефикасна, поуздана и индустријски успостављена техника за производњу нанофлуида са капацитетом преноса топлоте високих перформанси.

• висок однос површина: запремина за знатно веће брзине преноса енергије и масе
• мала маса за веома добру колоидну стабилност
• ниска инерција, што минимизира ерозију

Ове карактеристике повезане са нано-величином дају нанофлуидима њихову изузетну топлотну проводљивост. Ултразвучна дисперзија је најефикаснија техника за производњу функционализованих наночестица и нанофлуида.

Ултразвучно произведени нанофлуиди са врхунском топлотном проводљивошћу

Бројни наноматеријали – као што су ЦНТ, силицијум диоксид, графен, алуминијум, сребро, бор нитрид и многи други – већ је доказано да повећавају топлотну проводљивост флуида за пренос топлоте. У наставку можете пронаћи узорне резултате истраживања за термо-проводне нанофлуиде припремљене под ултразвуком.

Производња нанофлуида на бази алуминијума са ултразвуком

Буономо и др. (2015) су демонстрирали побољшану топлотну проводљивост нанофлуида Ал2О3, који су припремљени ултразвучном обрадом.
Да би наночестице Ал2О3 равномерно распршили у воду, истраживачи су користили ултрасоникатор типа Хиелсцхер УП400С. Ултразвучно деагломерисане и дисперговане алуминијумске честице дају се у величини честица од прибл. 120 нм за све нанофлуиде – независно од концентрације честица. Топлотна проводљивост нанофлуида се повећавала на вишим температурама у поређењу са чистом водом. Са концентрацијом честица Ал2О3 од 0,5% на собној температури од 25°Ц повећање топлотне проводљивости је само око 0,57%, али на 65°Ц ова вредност се повећава на око 8%. За запреминску концентрацију од 4% повећање иде од 7,6% до 14,4% са порастом температуре са 25°Ц на 65°Ц.
[уп. Буономо ет ал., 2015]

Дистрибуција величине честица нанофлуида бор нитрида на бази воде са различитим концентрацијама бор нитрида након ултразвучне обраде са УП400С (а) 0,1% хБН, (б) 0,5% хБН, (ц) 2% хБН
(Студија и графикони: © Илхан ет ал., 2016)

Производња нанофлуида на бази бор нитрида коришћењем соникације

Илхан и др. (2016) су истраживали топлотну проводљивост нанофлуида на бази хексагоналног бор нитрида (хБН). У ту сврху се производи низ добро диспергованих, стабилних нанофлуида, који садрже хБН наночестице средњег пречника од 70 нм, методом у два корака која укључује ултразвучну обраду и сурфактанте као што су натријум додецил сулфат (СДС) и поливинил пиролидон (ПВП). Ултразвучно дисперговани нанофлуид хБН–вода показује значајно повећање топлотне проводљивости чак и за веома разблажене концентрације честица. Соникација са ултразвучним апаратом типа сонде УП400С смањила је просечну величину честица агрегата на опсег од 40–60 нм. Истраживачи закључују да су велики и густи агрегати бор нитрида, који су уочени у необрађеном сувом стању, разбијени поступком ултразвучне обраде и додатком сурфактанта. Ово чини ултразвучну дисперзију ефикасном методом за припрему нанофлуида на бази воде са различитим концентрацијама честица.
[уп. Илхан ет ал., 2016]

СТЕМ слика која приказује морфологију ултразвучно диспергованог хБН нанофлуида заснованог на етилен гликолу (ЕГ) са концентрацијом запремине честица од 0,5%.
(Студија и графикони: © Илхан ет ал., 2016)

“Ултразвучна обрада је најшире коришћени процес у литератури за повећање стабилности нанофлуида.” [Илхан ет ал., 2016] Такође у индустријској производњи, соникација је данас најефикаснија, најпоузданија и најекономичнија техника за добијање дугорочно стабилних нанофлуида изванредних перформанси.

Индустријски ултрасоникатори за производњу расхладне течности

Научно доказано, индустријски утврђено – Хиелсцхер Ултрасоницатори за производњу нанофлуида
Ултразвучни дисперзатори са високим смицањем су поуздане машине за континуирану производњу расхладних течности високих перформанси и течности за пренос топлоте. Ултразвучно мешање је познато по својој ефикасности и поузданости – чак и када се примењују захтевни услови мешања.
Опрема Хиелсцхер Ултрасоницс омогућава припрему нетоксичних, неопасних, а неки чак и нанофлуида за храну. Истовремено, сви наши ултрасоникатори су високо ефикасни, поуздани, сигурни за рад и веома робусни. Направљени за рад 24 сата дневно, 7 дана у недељи, чак и наши стони и ултразвучни апарати средње величине су у стању да произведу изузетне количине.
Прочитајте више о ултразвучној производњи нанофлуида или нас контактирајте одмах да бисте добили детаљне консултације и бесплатан предлог за ултразвучни дисперзер!

Табела у наставку даје вам индикацију приближних капацитета обраде наших ултразвучних апарата: