Теплообменные жидкости - Впервые новых приложений

В химической промышленности процесса, Есть некоторые продукты, которые всегда будут пользоваться спросом. Передача тепла жидкости (HTF) делятся на такие категории. Химического и инженерно-технический опыт, что подчеркивает R

"В большинстве случаев, обычных технологий HTF будет удовлетворять большинству требований связанных с новыми приложениями, говорит Тоня Феррелл, аналитик рынка у фирмы Фридония (Кливленд, Огайо; <A HREF =" http://www.freedonia.group . Ком "целевых =" _blank "относительной =" NOFOLLOW "> www.freedonia.group.com </ A>) и автор книги января 2003 доклад о функциональных и жидкости передачи тепла. "В конце концов, существующих жидкости - воды, рассолы, расплавленные соли и силиконовое масло, фторуглеродных жидкостей, природных углеводородов и синтетических органических углеводородов - может обрабатывать процесс диапазоне температур от -90 ° C и ниже до более чем 400 ° C и в первую очередь не- токсичных ", продолжает она.

Тем не менее, многие процессы, связанные с новой техникой или создания новых продуктов может потребовать жидкостей рекламировали намного выше или ниже температуры возможностей, а также снижение токсичности, увеличить совместимость с системами автоматизации и компонентов - например, химической и энергетической приложений, в которых неводных (углеводородная и силиконовые масла), не может конкурировать термически, и перфторуглеродов являются слишком дорогими.

жидкости передачи тепла остывать

Тенденции в области фармацевтической и биотехнологической промышленности продолжают требовать систем, которые работают на более низких, чем когда-либо температурах, в то время как предоставление точной терморегулирования. Кембридж Основные лабораторий (Germantown, WI; <a target="_blank" href="http://www.c-mlabs.com" rel="nofollow"> www.c-mlabs.com </ A>), на основе услуг аутсорсинга химии партнера для фармацевтических и биотехнологических компаний, была одна такая фирма ищет низкотемпературной решения. "Мы искали низкотемпературной жидкости с возможностью опуститесь ниже -100 ° C в целях расширения деятельности наших текущих процессов. Мы знали, с Solutia Инк" (Санкт-Луис, штат Миссури; <A HREF = "HTTP : / / www.solutia.com "целевых =" _blank "относительной =" NOFOLLOW "> www.solutia.com </ A>) Therminol VLT можно предусмотреть, что гибкость, там, где другие компании не могут", сказал Роберт Петерсен, экспериментальный завод менеджер в Кембридже майор.

Therminol VLT - запатентованная смесь метилциклогексана и триметилпентана - специально подходит для одной жидкости систем отопления и охлаждения от -175 ° F до 350 ° F. "Для дополнительной гибкости, что позволяет одной жидкости, которые будут использоваться во многих процессах общего назначения, где и охлаждения и отопления необходимо, во избежание проблем использования нескольких жидкостей в тот же элемент оборудования", говорит Дейл Клайн, директор по бизнес Solutia .

Кроме того, работает на обеспечение решения для низкотемпературного применения (например, лиофилизации,), с Paratherm Корпорация '(Западный Коншохокен, PA; <A HREF = "http://www.paratherm.com" целевых = "_blank" относительной = "NOFOLLOW"> www.paratherm.com </ A>) последняя жидкости, Paratherm CR (криогенные диапазон), работает от -175 ° F до 400 ° F. Ее запатентованная разработка поддерживает вязкость 10 сст при -88 ° C, в результате чего быстрее запускается и улучшение качества продукции и урожайности.

Криогенные жидкости дальности был недавно введен в эксплуатацию специализированной химической фирмы Bedoukian Research, Inc (Danbury, CT; <a target="_blank" href="http://www.bedoukian" rel="nofollow"> www.bedoukian < />. ком) в качестве прямой замены г-лимонен HTF ходе производственных процессов. "Многие из приложений Bedoukian требуют охлаждения при температуре ниже -60 ° C, которое не входит в круг их предыдущих жидкости", говорит Джон Фур, президент Paratherm.

Во время нанесения, жидкий азот используется для охлаждения Paratherm CR перед жидкость циркулирует через охлаждения куртки, которые окружают несколько 50-200-гал реакторов. "Это позволяет куртки работать ниже -90 ° C резки нашего процесса партии время более 50%", говорит президент Роберт Bedoukian Bedoukian. "С момента перехода, были большей мощности партий. Это открывает для нас произвести пользовательских синтезов, которые мы не могли пытались раньше," добавляет он. "Конкурентные жидкости передачи тепла или слишком дорогие или не функционируют на достаточно холодно температурах. Они будут сгущаться или даже замерзают при температуре ниже -60 ° F," Bedoukian заканчивается.

Ввод нано мира

Нанотехнология предлагает целый спектр новых для аптеки с участием специальных HTFS. По разгона нанометрового размера твердых частиц в традиционных HTF, новый класс HTF - nanofluids - родился. С добавлением этих нано-частицы, такие свойства, как электропроводность, теплопроводность и теплоемкость базовой жидкости можно манипулировать.

Исследование nanofluids настоящее время проводится в области энергетических технологий Аргоннской национальной лаборатории Div. (IL; <a target="_blank" href="http://www.anl.gov" rel="nofollow"> www.anl.gov </ A>), который показал, что nanofluids могут проводить тепло гораздо быстрее, чем предсказывает возможные при очень низкой громкости фракций наночастиц.

В последнее время nanofluid медном частиц менее 10 нм в диаметре было запатентовано ведущий исследователь Стивен Аргонн Цой и его коллега, JA Eastman. Nanofluid содержит лишь очень небольшое количество по объему мельчайших частиц меди - менее чем три десятых долей 1%. Кроме того, небольшое количество тиогликолевой кислоты, необходимые для повышения теплопроводности. Кислота также помогает предотвратить оседание частиц.

Частицы оксидов меди и алюминия поднял теплопроводности жидкости на 20% при концентрации частиц 4 об.%. При чистой меди нанокристаллических частиц были заменены, теплопроводность жидкости увеличилась на 40%.

Аргон имеет два пути подготовки nanofluids, что удовлетворить потребности широкого круга текущих и будущих приложений. (Например, 2-шаговый метод лучше всего работает с жидкостями, которые имеют высокие давления пара).

2-шаговый метод первый производит 30-50-нм наночастиц конденсации инертных газов, а затем распределяет их в базу жидкости. 1-шаговый метод, который используется только Аргон, используется метод прямого испарения-конденсации в ходе которых частицы меди будут введены прямые конденсации паров металлического контакта с низким давления паров жидкости. Медных пар конденсируется, когда он касается охлажденной жидкости, образуя nonagglomerating металла сферах измерения около 10 нм в диаметре в жидкости.

Исследователи прототипа радиатора, CuproBraze (медь модели) станет еще более эффективным с коммерциализацией nanofluids., Говорят ученые. Медьсодержащих жидкость может заранее разработке двигателей внутреннего сгорания и транспортных средств, их власти. Кроме того, радиаторов и двигателей может быть меньше и легче, но доставить такое же лошадиных сил.

Чой работает основе соглашения о сотрудничестве исследований и разработок с Valvoline Ко исследовать физические возможности nanofluids. Он также сотрудничает с Пердью Univ. и политехнического института Rensselaer исследован механизм переноса тепла в nanofluids. Между тем, коллега Чоя, Eastman, получил Small Business Technology Передача гранта для работы с Нанопорошковые Предприятия Piscataway, NJ; Аргонн будет проверить тепловые свойства жидкостей компания производит. В совокупности эти усилия позволят Аргонн исследователям создать базу данных о nanofluid свойствами для производства будущей специальности HTF.

Dynalene, Inc (Уайтхолл, PA; <a target="_blank" href="http://www.dynalene.com" rel="nofollow"> www.dynalene.com </ A>), разделение Расширенный Жидкость технологий, также используя нанотехнологии в развитии специальности HTF. В частности, компания уделяет особое внимание HTF для охлаждения топливных элементов для стационарных, так и на рынках транспортных услуг. Это та область, где стандартные гликоль / вода решения не могут эффективно функционировать из-за их высокой электропроводности, где прямо деионизированной воды не обеспечивает защиты от замерзания ", говорит Сатиш Мохапатра, вице-президент по инжинирингу Dynalene.

Министерством энергетики США (Вашингтон, округ Колумбия, <a target="_blank" href="http://www.doe.gov" rel="nofollow"> www.doe.gov </ A>) наградил Dynalene $ 850000, чтобы завершить исследования патент топлива теплоносителя клетки, называемые Dynalene FC, что адреса низкой электропроводности, неогнеопасны и тепловой требования свойства мембраны полимерных электролитов (PEM) промышленности на топливных элементах. Это стало возможным благодаря включению гибридной системы наночастицы, разработанные в рамках руководством Мохапатра. Задачами являются разработка и проверка технического потенциала теплоносителя на топливных элементах на основе гликоль / вода смесей и пакета присадок, которые представят менее 2,0 См / см электропроводности более 3000 ч в реальной системе топливных элементов PEM . Dynalene продемонстрирует потенциал для коммерциализации таких теплоносителя по цене, приемлемой для большинства приложений на топливных элементах (например,

Работа в крайних

жидкости передачи тепла не понаслышке, работающих в экстремальных условиях. Например, в extremetemperature местах, таких как провинция Альберта, Канада, где нефть добывается из нефтяных песков, первостепенное значение придается на термостойкость. Даутерм Q и Syltherm 800 силиконовой жидкости имеют хорошую низкотемпературную прокачиваемость и привлекательным в холодных местах. Однако, "Syltherm 800 на 30% дороже за фунт, чем Даутерм", предупреждает Бадд Ли, развитие лидера для жидкостей Доу теплообмена технической службой ". Но, он работает до 400 ° C и должно длиться более 10 лет в закрытых системы. Это в три раза жизненного цикла Даутерм А. "

Переход от одной крайности к другой, HTF также может быть использован в тех областях, где вода в дефиците, где они могут выступать в качестве замены для пара. В бесплодных пустынях Южной Калифорнии, которые известны на беспощадный солнце, HTF используются в амбициозный проект solarenergy, которые могут зарегистрироваться температурах до 1350 ° C.

Южной Калифорнии и Эдисон Газ Сан-Диего