Khử khí bằng siêu âm cho chất lỏng chống đông và chất lỏng làm mát
Khử khí bằng siêu âm là phương pháp có hiệu quả và hiệu suất cao để loại bỏ khí hòa tan khỏi chất lỏng làm mát và chất lỏng chống đông. Việc ứng dụng phương pháp này trong công nghiệp, đặc biệt thông qua việc sử dụng máy siêu âm dạng đầu dò, đảm bảo các chất lỏng thiết yếu này hoạt động tối ưu, bảo vệ các thiết bị và hệ thống mà chúng được thiết kế để bảo vệ. Khi các ngành công nghiệp tiếp tục đòi hỏi hiệu suất và độ tin cậy cao hơn từ hệ thống làm mát, khử khí bằng siêu âm sẽ tiếp tục là một quy trình thiết yếu để đảm bảo tuổi thọ và hiệu suất của các hệ thống này.
Ưu điểm của việc khử khí và khử không khí bằng siêu âm
Việc khử khí và khử không khí bằng siêu âm cho chất lỏng làm mát mang lại nhiều ưu điểm so với các phương pháp truyền thống, giúp các quy trình này đạt hiệu quả cao trong ứng dụng công nghiệp.
Ưu điểm của việc khử khí và khử không khí bằng siêu âm
- Quy trình nhanh chóng: Khử khí bằng siêu âm nhanh hơn so với các phương pháp truyền thống, loại bỏ nhanh chóng khí hòa tan khỏi chất lỏng làm mát.
- Loại bỏ khí hiệu quả: Hiệu ứng xâm thực do sóng siêu âm tạo ra đảm bảo loại bỏ triệt để các khí, bao gồm oxy, tạo ra chất lỏng làm mát đồng nhất, không có bọt khí.
- Cải thiện hiệu suất nhiệt: Bằng cách loại bỏ bọt khí, quá trình khử khí bằng siêu âm nâng cao khả năng dẫn nhiệt và hiệu suất làm mát tổng thể của chất lỏng làm mát.
- Hiệu quả năng lượng: Quy trình này tiết kiệm năng lượng, giảm nhu cầu sử dụng hệ thống gia nhiệt hoặc chân không thường được dùng trong các phương pháp khử khí khác.
- Tích hợp trực tiếp vào dây chuyền: Khử khí bằng siêu âm có thể dễ dàng được tích hợp vào các quy trình liên tục ngay trên dây chuyền, cho phép xử lý thể tích lớn chất lỏng làm mát theo thời gian thực.
- Tăng cường bảo vệ hệ thống: Việc loại bỏ khí hiệu quả ngăn ngừa các vấn đề như xâm thực và ăn mòn, nâng cao tuổi thọ và độ tin cậy của hệ thống làm mát.
Máy siêu âm dạng đầu dò UIP1000hdT để khử khí và khử không khí khỏi chất lỏng
Quy trình này nhanh hơn và hiệu quả hơn đáng kể, vì sóng siêu âm tạo ra hiện tượng xâm thực mạnh, nhanh chóng loại bỏ khí hòa tan, bao gồm oxy, khỏi chất lỏng làm mát. Điều này giúp khử khí triệt để hơn, đảm bảo chất lỏng làm mát duy trì tính đồng nhất và không có bọt khí, vốn có thể gây xâm thực, ăn mòn và giảm hiệu suất nhiệt. Ngoài ra, khử khí bằng siêu âm tiết kiệm năng lượng và có thể dễ dàng được tích hợp vào các quy trình liên tục ngay trên dây chuyền, cho phép xử lý thể tích lớn chất lỏng làm mát theo thời gian thực mà không cần hệ thống gia nhiệt hoặc chân không. Nhờ đó, hiệu suất làm mát được cải thiện, các bộ phận của hệ thống được bảo vệ tốt hơn, đồng thời độ tin cậy và tuổi thọ tổng thể của hệ thống làm mát cũng được nâng cao.
Tại sao cần khử khí?
Khử khí là một quy trình thiết yếu trong nhiều ứng dụng công nghiệp, đặc biệt khi xử lý các chất lỏng được sử dụng trong môi trường đòi hỏi hiệu suất cao hoặc có tính nhạy cảm, chẳng hạn như chất lỏng chống đông và chất lỏng làm mát. Các chất lỏng này thường chứa khí hòa tan như oxy và nitơ, có thể dẫn đến nhiều vấn đề trong vận hành. Sự hiện diện của các khí này có thể gây xâm thực, làm giảm khả năng dẫn nhiệt và dẫn đến ăn mòn bên trong hệ thống làm mát. Đặc biệt, hiện tượng xâm thực có thể gây rỗ và xói mòn các bộ phận kim loại, làm giảm đáng kể tuổi thọ và hiệu suất của chúng. Hơn nữa, bọt khí có thể cản trở dòng chảy của chất lỏng, làm giảm hiệu suất và có khả năng gây tắc nghẽn trong các mạch làm mát. Vì vậy, khử khí là cần thiết để đảm bảo chất lỏng làm mát hoặc chất lỏng chống đông hoạt động tối ưu, duy trì hiệu suất hệ thống và kéo dài tuổi thọ của các bộ phận tiếp xúc với chúng.
Khử khí bằng siêu âm: Siêu âm loại bỏ bọt khí bị giữ trong chất lỏng
Khử không khí khỏi chất lỏng với sự hỗ trợ của siêu âm trong thiết bị phản ứng siêu âm dòng chảy. Siêu âm tăng cường và đẩy nhanh một cách hiệu quả việc loại bỏ khí và không khí không mong muốn khỏi chất lỏng.
Khử khí cho chất lỏng làm mát và tầm quan trọng trong công nghiệp
Trong môi trường công nghiệp, chất lượng và độ tin cậy của chất lỏng làm mát và chất lỏng chống đông có tầm quan trọng hàng đầu. Các chất lỏng này được sử dụng rộng rãi trong ngành ô tô, hàng không vũ trụ, điện tử và máy móc hạng nặng, nơi chúng đóng vai trò thiết yếu trong việc duy trì nhiệt độ vận hành tối ưu và ngăn ngừa quá nhiệt. Việc bảo đảm các chất lỏng này không chứa khí hòa tan là điều cần thiết để tránh những vấn đề đã đề cập ở trên. Ví dụ, trong động cơ ô tô, sự hiện diện của bọt khí trong chất lỏng làm mát có thể dẫn đến các điểm nóng, làm giảm hiệu quả làm mát của động cơ và có khả năng gây hỏng động cơ. Trong ngành điện tử, nơi chất lỏng làm mát được sử dụng để tản nhiệt từ các linh kiện nhạy cảm, bọt khí có thể gây nóng cục bộ và hỏng linh kiện. Do vai trò thiết yếu của các chất lỏng này, các quy trình công nghiệp cần một phương pháp khử khí đáng tin cậy và hiệu quả để duy trì hiệu suất và độ an toàn của máy móc, thiết bị.
Khử khí bằng siêu âm – Nguyên lý hoạt động
Khử khí bằng siêu âm là một kỹ thuật tiên tiến sử dụng sóng âm tần số cao để loại bỏ khí hòa tan khỏi chất lỏng. Quá trình này dựa trên hiện tượng xâm thực, trong đó sóng siêu âm tạo ra các vùng áp suất cao và thấp luân phiên trong chất lỏng. Trong pha áp suất thấp, các bọt chân không nhỏ hình thành trong chất lỏng. Sau đó, các bọt này sụp đổ trong pha áp suất cao, khiến khí hòa tan nhanh chóng bị đẩy ra khỏi chất lỏng. Sóng âm được sử dụng trong quá trình khử khí bằng siêu âm thường có tần số từ 20 kHz đến vài MHz, tùy thuộc vào ứng dụng. Cường độ và tần số siêu âm có thể được điều chỉnh để tối ưu hóa quá trình khử khí cho các loại chất lỏng khác nhau. Khử khí bằng siêu âm có hiệu quả cao và có thể được áp dụng cả trong phòng thí nghiệm quy mô nhỏ lẫn các quy trình công nghiệp quy mô lớn.
Khử khí bằng siêu âm sử dụng hệ thống buồng dòng chảy. Thí nghiệm này sử dụng một nguyên mẫu vòng tuần hoàn nước quy mô nhỏ với thể tích 0,8 gallon, lưu lượng khí trơ 0,2 sfcm/min và cường độ 275 W/cm2. Kết quả cho thấy thời gian loại bỏ oxy giảm khoảng 70%.
Nghiên cứu và hình ảnh: Rubio và cộng sự 2016
Khử khí bằng siêu âm cho chất lỏng làm mát và chất lỏng chống đông
Khi áp dụng cho chất lỏng làm mát và chất lỏng chống đông, khử khí bằng siêu âm mang lại nhiều ưu điểm so với các phương pháp khử khí truyền thống. Các phương pháp truyền thống, chẳng hạn như khử khí bằng chân không hoặc gia nhiệt, có thể tốn thời gian, tiêu tốn nhiều năng lượng và có thể không hiệu quả bằng trong việc loại bỏ toàn bộ khí hòa tan. Trong khi đó, khử khí bằng siêu âm nhanh hơn, tiết kiệm năng lượng hơn và có thể đạt mức độ loại bỏ khí cao hơn. Quá trình này đặc biệt hiệu quả trong việc bảo đảm chất lỏng làm mát hoặc chất lỏng chống đông luôn đồng nhất và không có bọt khí, điều này rất quan trọng để duy trì các tính chất nhiệt và đặc tính dòng chảy của chất lỏng. Bằng cách bảo đảm chất lỏng được khử khí triệt để, xử lý bằng siêu âm giúp ngăn ngừa các vấn đề như xâm thực, ăn mòn và tắc nghẽn dòng chảy, qua đó nâng cao hiệu suất tổng thể và độ tin cậy của hệ thống làm mát.
Thiết bị siêu âm dạng đầu dò công nghiệp để khử khí trực tiếp trên đường ống
Trong các ứng dụng công nghiệp, việc sử dụng máy siêu âm dạng đầu dò để khử khí trực tiếp trên dây chuyền ngày càng phổ biến. Các máy siêu âm này được thiết kế để tích hợp trực tiếp vào dây chuyền sản xuất, cho phép khử khí liên tục và hiệu quả cho chất làm mát và chất lỏng chống đông trong quá trình xử lý. Máy siêu âm dạng đầu dò hoạt động bằng cách phát sóng siêu âm trực tiếp vào chất lỏng khi chất lỏng chảy qua hệ thống, đảm bảo quá trình khử khí diễn ra theo thời gian thực. Quy trình xử lý trực tiếp trên dây chuyền này đặc biệt có lợi cho các hoạt động quy mô lớn, nơi việc duy trì đầu ra ổn định và có chất lượng cao là điều thiết yếu. Máy siêu âm dạng đầu dò công nghiệp thường có kết cấu bền chắc và có thể xử lý thể tích chất lỏng lớn, khiến chúng trở thành lựa chọn lý tưởng cho sản xuất ô tô, hệ thống làm mát thiết bị điện tử và các ứng dụng công nghiệp nặng khác. Khả năng tùy chỉnh tần số và công suất của sóng siêu âm đảm bảo quá trình khử khí có thể được điều chỉnh theo nhu cầu cụ thể của ứng dụng, cung cấp giải pháp linh hoạt và hiệu quả để duy trì chất lượng và hiệu năng của chất làm mát và chất lỏng chống đông.
- hiệu suất cao
- công nghệ tiên tiến nhất
- độ tin cậy và độ bền chắc
- kiểm soát quy trình chính xác, có thể điều chỉnh
- xử lý theo mẻ và trực tiếp trên dây chuyền
- cho mọi thể tích
- phần mềm thông minh
- các tính năng thông minh (ví dụ: có thể lập trình, ghi nhật ký dữ liệu, điều khiển từ xa)
- vận hành dễ dàng và an toàn
- ít cần bảo trì
- CIP (vệ sinh tại chỗ)
Thiết kế, sản xuất và tư vấn – Chất lượng sản xuất tại Đức
Máy siêu âm Hielscher nổi tiếng với các tiêu chuẩn cao nhất về chất lượng và thiết kế. Độ bền chắc và khả năng vận hành dễ dàng cho phép tích hợp thuận lợi các máy siêu âm của chúng tôi vào cơ sở công nghiệp. Máy siêu âm Hielscher dễ dàng đáp ứng các điều kiện khắc nghiệt và môi trường đòi hỏi cao.
Hielscher Ultrasonics là công ty được chứng nhận ISO và đặc biệt chú trọng đến các máy siêu âm hiệu năng cao với công nghệ tiên tiến nhất và tính thân thiện với người dùng. Tất nhiên, máy siêu âm Hielscher tuân thủ CE và đáp ứng các yêu cầu của UL, CSA và RoHs.
Bảng dưới đây cho biết công suất xử lý gần đúng của các máy siêu âm của chúng tôi:
| Thể tích mẻ | Lưu lượng | Thiết bị được khuyến nghị |
|---|---|---|
| 1 đến 500mL | 10 đến 200mL/min | UP100H |
| 10 đến 2000mL | 20 đến 400mL/min | UP200Ht, UP400St |
| 0,1 đến 20L | 0,2 đến 4L/min | UIP2000hdT |
| 10 đến 100L | 2 đến 10L/min | UIP4000hdT |
| 15 đến 150L | 3 đến 15L/min | UIP6000hdT |
| n.a. | 10 đến 100L/min | UIP16000 |
Hielscher Ultrasonics sản xuất máy đồng hóa siêu âm hiệu năng cao cho các ứng dụng trộn, phân tán, nhũ hóa và chiết xuất ở quy mô phòng thí nghiệm, thí điểm và công nghiệp.
Tài liệu / Tài liệu tham khảo
- Mahmood Amani, Salem Al-Juhani, Mohammed Al-Jubouri, Rommel Yrac, Abdullah Taha (2016): Application of Ultrasonic Waves for Degassing of Drilling Fluids and Crude Oils Application of Ultrasonic Waves for Degassing of Drilling Fluids and Crude Oils. Advances in Petroleum Exploration and Development Vol. 11, No. 2; 2016.
- Zuzanna Bojarska, Janusz Kopytowski, Marta Mazurkiewicz-Pawlicka, Piotr Bazarnik, Stanisław Gierlotka, Antoni Rożeń, Łukasz Makowski (2021): Molybdenum disulfide-based hybrid materials as new types of oil additives with enhanced tribological and rheological properties. Tribology International, Volume 160, 2021.
- Marek S. Żbik, Jianhua Du, Rada A. Pushkarova, Roger St.C. Smart (2009): Observation of gaseous films at solid–liquid interfaces: Removal by ultrasonic action. Journal of Colloid and Interface Science, Volume 336, Issue 2, 2009. 616-623.
- Rognerud, Maren; Solemslie, Bjørn; Islam, Md Hujjatul; Pollet, Bruno (2020): How to Avoid Total Dissolved Gas Supersaturation in Water from Hydropower Plants by Employing Ultrasound. Journal of Physics: Conference Series 2020.
Câu hỏi thường gặp
Chất chống đông là gì?
Chất chống đông là một chất hóa học, thường có thành phần nền là ethylene glycol hoặc propylene glycol, được bổ sung vào hệ thống làm mát để hạ điểm đông đặc của chất lỏng, ngăn chất lỏng đông đặc ở nhiệt độ thấp. Chất này cũng làm tăng điểm sôi, cho phép chất làm mát hoạt động hiệu quả trong khoảng nhiệt độ rộng hơn. Ngoài các đặc tính nhiệt, chất chống đông thường chứa các phụ gia ngăn ngừa ăn mòn và ức chế sự hình thành cáu cặn, đảm bảo tuổi thọ và hiệu suất của hệ thống làm mát.
Chất làm mát là gì?
Chất làm mát là một lưu chất được sử dụng để truyền nhiệt ra khỏi hệ thống hoặc thiết bị nhằm ngăn ngừa quá nhiệt và duy trì nhiệt độ vận hành tối ưu. Chất làm mát thường được sử dụng trong động cơ, lò phản ứng và thiết bị điện tử. Chất làm mát thường có thành phần là nước, glycol hoặc hỗn hợp của cả hai, và có thể chứa các phụ gia để tăng khả năng dẫn nhiệt, ngăn ngừa ăn mòn và ức chế sự hình thành cặn lắng trong hệ thống làm mát. Chức năng chính của chất làm mát là hấp thụ nhiệt rồi tản nhiệt, thông qua tiếp xúc trực tiếp với bộ trao đổi nhiệt hoặc bằng cách làm mát bay hơi.
Khử khí là gì?
Khử khí là quá trình loại bỏ các khí hòa tan khỏi chất lỏng, thường nhằm ngăn ngừa các vấn đề như xâm thực, ăn mòn hoặc suy giảm độ dẫn nhiệt trong các hệ thống công nghiệp. Khử không khí là một dạng khử khí cụ thể, tập trung vào việc loại bỏ oxy hòa tan và các khí khác khỏi nước hoặc các chất lỏng khác, thường nhằm ngăn ngừa ăn mòn và nâng cao hiệu suất của các quá trình truyền nhiệt. Cả hai quá trình đều rất quan trọng để duy trì hiệu suất và tuổi thọ của nhiều hệ thống cơ học và hóa học. Máy siêu âm dạng đầu dò thường được sử dụng để khử không khí và khử khí khỏi chất lỏng một cách hiệu quả.
Hielscher Ultrasonics sản xuất các máy đồng nhất hóa siêu âm hiệu suất cao từ quy mô phòng thí nghiệm đến quy mô công nghiệp.