Termoo'tkazuvchan nano-suyuqliklarga asoslangan sovutgichlar
Ultrasonik sintezlangan nano suyuqliklar samarali sovutish va issiqlik almashtiruvchi suyuqliklardir. Termoo'tkazuvchan nanomateriallar issiqlik uzatish va issiqlik tarqalish qobiliyatini sezilarli darajada oshiradi. Sonication issiqlik o'tkazuvchan nanozarrachalarni sintez qilish va funksionallashtirishda, shuningdek, sovutish dasturlari uchun barqaror yuqori samarali nanozuliklarni ishlab chiqarishda yaxshi o'rnatilgan.
Termo-gidravlik ishlashga nanofluidik ta'sir
Materialning issiqlik o'tkazuvchanligi uning issiqlik o'tkazish qobiliyatining o'lchovidir. Sovutgichlar va issiqlik tashuvchi suyuqlik (shuningdek, termal suyuqlik yoki termal moy deb ataladi) uchun yuqori issiqlik o'tkazuvchanligi talab qilinadi. Ko'p nanomateriallar ajoyib issiqlik o'tkazuvchanlik xususiyatlarini taklif qiladi. Nanomateryallarning yuqori issiqlik o'tkazuvchanligidan foydalanish uchun sovutish suyuqliklari sifatida nano-suyuqliklar ishlatiladi. Nano-suyuqliklar suyuqlik bo'lib, unda nanometr o'lchamdagi zarralar suv, glikol yoki moy kabi asosiy suyuqlikda to'xtatilib, ular kolloid eritma hosil qiladi. Nano-suyuqliklar nanozarrachalarsiz yoki kattaroq zarrachalarsiz suyuqliklarga nisbatan issiqlik o'tkazuvchanligini sezilarli darajada oshirishi mumkin. Tarqalgan nanozarrachalarning materiali, o'lchami, yopishqoqligi, sirt zaryadi va suyuqlik barqarorligi nano-suyuqliklarning issiqlik ko'rsatkichlariga sezilarli darajada ta'sir qiladi. Nano-suyuqliklar issiqlik uzatishda tez sur'atlar bilan ahamiyat kasb etmoqda, chunki ular an'anaviy asosiy suyuqliklarga nisbatan yuqori issiqlik uzatish ko'rsatkichlarini namoyish etadilar.
Ultrasonik dispersiya yuqori samarali issiqlik o'tkazuvchanlik qobiliyatiga ega bo'lgan nano-suyuqliklarni ishlab chiqarish uchun yuqori samarali, ishonchli va sanoatda o'rnatilgan texnikadir.
- yuqori sirt: sezilarli darajada yuqori energiya va massa uzatish tezligi uchun hajm nisbati
- juda yaxshi kolloid barqarorligi uchun past massa
- past inertiya, bu eroziyani kamaytiradi
Ushbu nano o'lchamdagi xususiyatlar nano suyuqliklarga ajoyib issiqlik o'tkazuvchanligini beradi. Ultrasonik dispersiya funktsionallashtirilgan nanozarrachalar va nano suyuqliklarni ishlab chiqarishning eng samarali usuli hisoblanadi.
Yuqori issiqlik o'tkazuvchanligi bilan ultratovushli ishlab chiqarilgan nanofluidlar
Ko'p nanomateriallar – CNTs, silika, grafen, alyuminiy, kumush, bor nitridi va boshqalar kabi – issiqlik tashuvchi suyuqliklarning issiqlik o'tkazuvchanligini oshirish allaqachon isbotlangan. Quyida ultratovush ostida tayyorlangan termo-o'tkazuvchan nanozuliklar uchun namunali tadqiqot natijalarini topishingiz mumkin.
Ultratovush bilan alyuminiy asosidagi nanofluid ishlab chiqarish
Buonomo va boshqalar. (2015) ultratovush ostida tayyorlangan Al2O3 nano-suyuqliklarining yaxshilangan issiqlik o'tkazuvchanligini ko'rsatdi.
Al2O3 nanozarralarini suvga bir xilda tarqatish uchun tadqiqotchilar Hielscher zond tipidagi UP400S ultratovush qurilmasidan foydalanishdi. Ultrasonik deaglomeratsiyalangan va tarqalgan alyuminiy zarralari taxminan zarracha hajmida hosil bo'ladi. Barcha nano suyuqliklar uchun 120 nm – zarrachalar konsentratsiyasidan mustaqil. Nano-suyuqliklarning issiqlik o'tkazuvchanligi toza suv bilan solishtirganda yuqori haroratlarda ortib bordi. Xona haroratida 25 ° C haroratda 0,5% Al2O3 zarralari konsentratsiyasi bilan issiqlik o'tkazuvchanligining o'sishi atigi 0,57% ni tashkil qiladi, lekin 65 ° C da bu qiymat taxminan 8% ga oshadi. 4% hajmli konsentratsiyada harorat 25 ° C dan 65 ° C gacha ko'tarilganda yaxshilanish 7,6% dan 14,4% gacha boradi.
[qarang. Buonomo va boshqalar, 2015]
UP400S (a) 0,1% hBN, (b) 0,5% hBN, (c) 2% hBN bilan ultratovushdan so'ng turli xil bor nitridi konsentratsiyasiga ega suvga asoslangan bor nitridi nano suyuqliklarning zarracha hajmining taqsimlanishi
(O'rganish va grafiklar: © Ilhan va boshqalar, 2016)
Sonication yordamida bor nitridi asosida nano-suyuqlik ishlab chiqarish
Ilhan va boshqalar. (2016) olti burchakli bor nitridi (hBN) asosidagi nano suyuqliklarning issiqlik o'tkazuvchanligini tekshirdi. Buning uchun o'rtacha diametri 70 nm bo'lgan hBN nanozarrachalarini o'z ichiga olgan bir qator yaxshi disperslangan, barqaror nano-suyuqliklar ultratovush va natriy dodesil sulfat (SDS) va polivinil pirolidon (PVP) kabi sirt faol moddalarni o'z ichiga olgan ikki bosqichli usul bilan ishlab chiqariladi. Ultrasonik disperslangan hBN-suv nanosuyuqligi juda suyultirilgan zarrachalar kontsentratsiyasida ham sezilarli issiqlik o'tkazuvchanligi oshishini ko'rsatadi. UP400S prob tipidagi ultrasonikator bilan sonikatsiya agregatlarning o'rtacha zarracha hajmini 40-60 nm diapazongacha pasaytirdi. Tadqiqotchilar, tozalanmagan quruq holatda kuzatilgan katta va zich bor nitridi agregatlari ultratovush jarayoni va sirt faol moddalar qo'shilishi bilan buziladi, degan xulosaga kelishdi. Bu ultratovush dispersiyasini turli zarrachalar konsentratsiyasiga ega bo'lgan suvga asoslangan nano-suyuqliklarni tayyorlashning samarali usuliga aylantiradi.
[qarang. Ilhan va boshqalar, 2016]
Ultrasonik disperslangan etilen glikol (EG) asosidagi hBN nanosuyuqligining 0,5% zarracha hajmi konsentratsiyasi bilan morfologiyasini ko'rsatadigan STEM tasviri.
(O'rganish va grafiklar: © Ilhan va boshqalar, 2016)
“Ultrasonikatsiya adabiyotda nano suyuqliklarning barqarorligini oshirish uchun eng ko'p qo'llaniladigan jarayondir.” [Ilhan va boshq., 2016] Shuningdek, sanoat ishlab chiqarishida sonikatsiya bugungi kunda uzoq muddatli barqaror nano-suyuqliklarni olishning eng samarali, ishonchli va tejamkor usuli hisoblanadi.
Sovutish suyuqligi ishlab chiqarish uchun sanoat ultrasonikatorlari
Ilmiy jihatdan isbotlangan, sanoat tomonidan tasdiqlangan – Nano-suyuqlik ishlab chiqarish uchun Hielscher ultrasonikatorlari
Ultrasonik yuqori kesish disperserlari yuqori samarali sovutish suvi va issiqlik tashuvchi suyuqliklarni uzluksiz ishlab chiqarish uchun ishonchli mashinalardir. Ultrasonik boshqariladigan aralashtirish samaradorligi va ishonchliligi bilan mashhur – aralashtirish shartlari qo'llanilganda ham.
Hielscher Ultrasonics uskunalari zaharli bo'lmagan, xavfli bo'lmagan, hatto oziq-ovqat uchun mo'ljallangan nano suyuqliklarni tayyorlashga imkon beradi. Shu bilan birga, bizning barcha ultrasonikatorlarimiz yuqori samarali, ishonchli, xavfsiz ishlash va juda mustahkamdir. 24/7 ishlash uchun qurilgan, hatto bizning stol usti va o'rta o'lchamdagi ultrasonikatorlarimiz ham ajoyib hajmlarni ishlab chiqarishga qodir.
Nano-suyuqliklarni ultratovushli ishlab chiqarish haqida ko'proq o'qing yoki chuqur maslahat olish va ultratovushli disperser uchun bepul taklifni olish uchun hozir biz bilan bog'laning!
Quyidagi jadvalda ultrasonikatorlarimizning taxminiy qayta ishlash quvvati ko'rsatilgan:
| To'plam hajmi | Oqim darajasi | Tavsiya etilgan qurilmalar |
|---|---|---|
| 1 dan 500 ml gacha | 10 dan 200 ml / min | UP100H |
| 10 dan 2000 ml gacha | 20 dan 400 ml / min | UP200Ht, UP400St |
| 0.1 dan 20 L gacha | 0.2 dan 4L/min gacha | UIP2000hdT |
| 10 dan 100 l gacha | 2 dan 10 l / min | UIP4000hdT |
| 15 dan 150 litrgacha | 3 dan 15 l / min | UIP6000hdT |
| na | 10 dan 100 l / min | UIP16000 |
| na | kattaroq | ning klasteri UIP16000 |
Biz bilan bog'lanish! / Bizdan so'rang!
Hielscher Ultrasonics laboratoriya, uchuvchi va sanoat miqyosida ilovalar, dispersiya, emulsifikatsiya va ekstraktsiyani aralashtirish uchun yuqori samarali ultratovushli homogenizatorlarni ishlab chiqaradi.
Adabiyot / Adabiyotlar
- 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.
Bilishga arziydigan faktlar
Nima uchun nanofluidlar sovutish va issiqlik uzatish ilovalari uchun yaxshi?
Sovutish suyuqliklarining yangi klassi - bu nano-o'lchamdagi zarralar uchun tashuvchi suyuqlik vazifasini bajaradigan asosiy suyuqlikdan (masalan, suv) iborat nano suyuqliklar. Maqsadga ko'ra ishlab chiqilgan nanozarrachalar (masalan, nano o'lchamdagi CuO, alumina titanium dioksidi, uglerod nanotubalari, kremniy oksidi yoki mis, kumush nanorodlar kabi metallar) asosiy suyuqlikka tarqalib, hosil bo'lgan nano-suyuqlikning issiqlik uzatish qobiliyatini sezilarli darajada oshirishi mumkin. Bu nano suyuqliklarni ajoyib yuqori samarali sovutish suyuqliklariga aylantiradi.
Termo-o'tkazuvchan nanozarrachalarni o'z ichiga olgan maxsus ishlab chiqarilgan nano-suyuqliklardan foydalanish issiqlik uzatish va tarqalishda sezilarli yaxshilanishlarga imkon beradi; Masalan, diametri 55±12 nm va o'rtacha uzunligi 12,8 mkm bo'lgan kumush nanorodlar 0,5 vol.% da suvning issiqlik o'tkazuvchanligini 68% ga, kumush nanorodlarning 0,5 vol.% esa etilen glikol asosidagi sovutgichning issiqlik o'tkazuvchanligini 98% ga oshirdi. 0,1% alumina nanozarralari suvning kritik issiqlik oqimini 70% ga oshirishi mumkin; zarralar sovutilgan ob'ektda qo'pol g'ovakli sirt hosil qiladi, bu esa yangi pufakchalar paydo bo'lishini rag'batlantiradi va ularning hidrofil tabiati keyinchalik ularni itarib yuborishga yordam beradi va bug 'qatlamining shakllanishiga to'sqinlik qiladi. Konsentratsiyasi 5% dan ortiq bo'lgan nanosuyuqlik Nyuton bo'lmagan suyuqliklar kabi ishlaydi. (Qarang: (Oldenburg va boshqalar, 2007)
Issiqlik nazorati tizimlarida ishlatiladigan sovutgichlarga metall nanozarrachalarning qo'shilishi asosiy suyuqlikning issiqlik o'tkazuvchanligini keskin oshirishi mumkin. Bunday metall nanozarracha-suyuqlik kompozit materiallari nano-suyuqliklar deb ataladi va ularni sovutish suvi sifatida ishlatish kosmik kemalarning issiqlik nazorat qilish tizimlarining og'irligi va quvvat talablarini kamaytirish potentsialiga ega. Nano-suyuqliklarning issiqlik o'tkazuvchanligi uning tarkibiga kiradigan nanozarrachalarning konsentratsiyasi, o'lchami, shakli, sirt kimyosi va agregatsiya holatiga bog'liq. Nanozarrachalarni yuklash kontsentratsiyasi va nanozarrachalarning nisbati suv va etilen glikol asosidagi sovutish suyuqliklarining issiqlik o'tkazuvchanligi va yopishqoqligiga ta'siri o'rganildi. 55 ± 12 nm diametrli va o'rtacha uzunligi 12,8 ± 8,5 mkm bo'lgan kumush nanorodlar hajmining 0,5% konsentratsiyasida suvning issiqlik o'tkazuvchanligini 68% ga oshirdi. Etilen glikol asosidagi sovutish suyuqligining issiqlik o'tkazuvchanligi 98% ga, kumush nanorod yuk konsentratsiyasi hajmi bo'yicha 0,5% ga oshdi. Uzunroq nanorodlar bir xil yuklanish zichligidagi qisqaroq nanorodlarga qaraganda issiqlik o'tkazuvchanligiga ko'proq ta'sir ko'rsatdi. Biroq, uzunroq nanorodlar asosiy suyuqlikning yopishqoqligini qisqaroq nanorodlarga qaraganda ancha oshirdi.
(Oldenburg va boshqalar, 2007)
Hielscher Ultrasonics kompaniyasi yuqori samarali ultratovushli homogenizatorlarni ishlab chiqaradi laboratoriya uchun sanoat hajmi.