RU2685094C1 - Способ обеспечения теплопереноса между металлическим или неметаллическим изделием и жидким теплоносителем - Google Patents
Способ обеспечения теплопереноса между металлическим или неметаллическим изделием и жидким теплоносителем Download PDFInfo
- Publication number
- RU2685094C1 RU2685094C1 RU2018126600A RU2018126600A RU2685094C1 RU 2685094 C1 RU2685094 C1 RU 2685094C1 RU 2018126600 A RU2018126600 A RU 2018126600A RU 2018126600 A RU2018126600 A RU 2018126600A RU 2685094 C1 RU2685094 C1 RU 2685094C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- nanoparticles
- heat transfer
- liquid
- thickness
- metal
- Prior art date
Links
- 238000012546 transfer Methods 0.000 title claims abstract description 54
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 51
- 239000007788 liquid Substances 0.000 title claims abstract description 46
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 17
- 239000002184 metal Substances 0.000 title claims abstract description 17
- 229910052755 nonmetal Inorganic materials 0.000 title abstract description 4
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 claims abstract description 60
- 239000002055 nanoplate Substances 0.000 claims abstract description 25
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 21
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 20
- LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N Ethylene glycol Chemical compound OCCO LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 18
- 239000002270 dispersing agent Substances 0.000 claims abstract description 15
- 229910021389 graphene Inorganic materials 0.000 claims abstract description 12
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 10
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N Zinc monoxide Chemical compound [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 10
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims abstract description 10
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 9
- DNIAPMSPPWPWGF-UHFFFAOYSA-N Propylene glycol Chemical compound CC(O)CO DNIAPMSPPWPWGF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 9
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 9
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 8
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 8
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 claims abstract description 8
- 239000010439 graphite Substances 0.000 claims abstract description 8
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 7
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims abstract description 7
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims abstract description 7
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 6
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 6
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 6
- 229910021536 Zeolite Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 5
- 239000010457 zeolite Substances 0.000 claims abstract description 5
- 229910000881 Cu alloy Inorganic materials 0.000 claims abstract description 4
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 4
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 4
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 4
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 claims abstract description 4
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 claims abstract description 4
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 4
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims abstract description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 4
- 239000002905 metal composite material Substances 0.000 claims abstract description 4
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 4
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 4
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 claims abstract description 4
- 239000010936 titanium Substances 0.000 claims abstract description 4
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 4
- 229910052582 BN Inorganic materials 0.000 claims abstract description 3
- PZNSFCLAULLKQX-UHFFFAOYSA-N Boron nitride Chemical compound N#B PZNSFCLAULLKQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 3
- BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N Orthosilicate Chemical compound [O-][Si]([O-])([O-])[O-] BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 3
- JYIBXUUINYLWLR-UHFFFAOYSA-N aluminum;calcium;potassium;silicon;sodium;trihydrate Chemical compound O.O.O.[Na].[Al].[Si].[K].[Ca] JYIBXUUINYLWLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 3
- 239000002041 carbon nanotube Substances 0.000 claims abstract description 3
- 229910021393 carbon nanotube Inorganic materials 0.000 claims abstract description 3
- 229910001603 clinoptilolite Inorganic materials 0.000 claims abstract description 3
- GUJOJGAPFQRJSV-UHFFFAOYSA-N dialuminum;dioxosilane;oxygen(2-);hydrate Chemical compound O.[O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3].O=[Si]=O.O=[Si]=O.O=[Si]=O.O=[Si]=O GUJOJGAPFQRJSV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 3
- 239000010445 mica Substances 0.000 claims abstract description 3
- 229910052618 mica group Inorganic materials 0.000 claims abstract description 3
- 229910052901 montmorillonite Inorganic materials 0.000 claims abstract description 3
- 239000003921 oil Substances 0.000 claims abstract description 3
- WFIZEGIEIOHZCP-UHFFFAOYSA-M potassium formate Chemical compound [K+].[O-]C=O WFIZEGIEIOHZCP-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims abstract description 3
- 239000008262 pumice Substances 0.000 claims abstract description 3
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 claims abstract description 3
- 239000010456 wollastonite Substances 0.000 claims abstract description 3
- 229910052882 wollastonite Inorganic materials 0.000 claims abstract description 3
- BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N calcium oxide Chemical compound [O-2].[Ca+2] BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract 2
- 239000000292 calcium oxide Substances 0.000 claims abstract 2
- ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N calcium oxide Inorganic materials [Ca]=O ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract 2
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 claims abstract 2
- 239000013529 heat transfer fluid Substances 0.000 claims description 32
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 17
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 claims description 12
- 238000005325 percolation Methods 0.000 claims description 9
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 8
- 239000002826 coolant Substances 0.000 claims description 7
- 150000004676 glycans Chemical class 0.000 claims description 4
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 4
- 229920001282 polysaccharide Polymers 0.000 claims description 4
- 239000005017 polysaccharide Substances 0.000 claims description 4
- 125000002091 cationic group Chemical group 0.000 claims description 3
- 229920000036 polyvinylpyrrolidone Polymers 0.000 claims description 3
- 239000001267 polyvinylpyrrolidone Substances 0.000 claims description 3
- 235000013855 polyvinylpyrrolidone Nutrition 0.000 claims description 3
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229920001732 Lignosulfonate Polymers 0.000 claims description 2
- ULUAUXLGCMPNKK-UHFFFAOYSA-N Sulfobutanedioic acid Chemical class OC(=O)CC(C(O)=O)S(O)(=O)=O ULUAUXLGCMPNKK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910010413 TiO 2 Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 230000009471 action Effects 0.000 claims description 2
- 150000004996 alkyl benzenes Chemical class 0.000 claims description 2
- 125000000129 anionic group Chemical group 0.000 claims description 2
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 claims description 2
- 238000009835 boiling Methods 0.000 claims description 2
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims description 2
- 229920001296 polysiloxane Polymers 0.000 claims description 2
- 150000003856 quaternary ammonium compounds Chemical class 0.000 claims description 2
- RYYKJJJTJZKILX-UHFFFAOYSA-M sodium octadecanoate Chemical compound [Na+].CCCCCCCCCCCCCCCCCC([O-])=O RYYKJJJTJZKILX-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 2
- 239000007921 spray Substances 0.000 claims description 2
- -1 alkyl aromatic compounds Chemical class 0.000 claims 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 4
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 abstract description 4
- 239000004033 plastic Substances 0.000 abstract description 4
- 239000007769 metal material Substances 0.000 abstract description 2
- 150000001491 aromatic compounds Chemical class 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N titanium oxide Inorganic materials [Ti]=O OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 5
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 4
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 4
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 4
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 239000000571 coke Substances 0.000 description 3
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 3
- 238000005098 hot rolling Methods 0.000 description 3
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 3
- 230000008569 process Effects 0.000 description 3
- GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N Gallium Chemical compound [Ga] GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005054 agglomeration Methods 0.000 description 2
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 description 2
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 2
- 238000004630 atomic force microscopy Methods 0.000 description 2
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 2
- 238000009749 continuous casting Methods 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 238000010891 electric arc Methods 0.000 description 2
- 239000006260 foam Substances 0.000 description 2
- 229910052733 gallium Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 description 2
- APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N indium atom Chemical compound [In] APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 2
- 239000006194 liquid suspension Substances 0.000 description 2
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 2
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 2
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 2
- 238000010791 quenching Methods 0.000 description 2
- 230000000171 quenching effect Effects 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- 229910052718 tin Inorganic materials 0.000 description 2
- TVEXGJYMHHTVKP-UHFFFAOYSA-N 6-oxabicyclo[3.2.1]oct-3-en-7-one Chemical compound C1C2C(=O)OC1C=CC2 TVEXGJYMHHTVKP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical class O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920003171 Poly (ethylene oxide) Polymers 0.000 description 1
- 238000005411 Van der Waals force Methods 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 125000000217 alkyl group Chemical group 0.000 description 1
- 239000003945 anionic surfactant Substances 0.000 description 1
- 238000000137 annealing Methods 0.000 description 1
- 125000004429 atom Chemical group 0.000 description 1
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 1
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 description 1
- 239000003093 cationic surfactant Substances 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 238000005097 cold rolling Methods 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 150000002148 esters Chemical class 0.000 description 1
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 1
- 238000007306 functionalization reaction Methods 0.000 description 1
- 239000011881 graphite nanoparticle Substances 0.000 description 1
- 229910052736 halogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 150000002433 hydrophilic molecules Chemical class 0.000 description 1
- 230000002209 hydrophobic effect Effects 0.000 description 1
- 230000002687 intercalation Effects 0.000 description 1
- 238000009830 intercalation Methods 0.000 description 1
- 239000000693 micelle Substances 0.000 description 1
- 239000010705 motor oil Substances 0.000 description 1
- 239000002064 nanoplatelet Substances 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 238000004626 scanning electron microscopy Methods 0.000 description 1
- 238000004062 sedimentation Methods 0.000 description 1
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 1
- 239000002893 slag Substances 0.000 description 1
- 238000004627 transmission electron microscopy Methods 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K5/00—Heat-transfer, heat-exchange or heat-storage materials, e.g. refrigerants; Materials for the production of heat or cold by chemical reactions other than by combustion
- C09K5/02—Materials undergoing a change of physical state when used
- C09K5/06—Materials undergoing a change of physical state when used the change of state being from liquid to solid or vice versa
- C09K5/063—Materials absorbing or liberating heat during crystallisation; Heat storage materials
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K5/00—Heat-transfer, heat-exchange or heat-storage materials, e.g. refrigerants; Materials for the production of heat or cold by chemical reactions other than by combustion
- C09K5/08—Materials not undergoing a change of physical state when used
- C09K5/10—Liquid materials
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
- B22D11/00—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
- B22D11/12—Accessories for subsequent treating or working cast stock in situ
- B22D11/124—Accessories for subsequent treating or working cast stock in situ for cooling
- B22D11/1245—Accessories for subsequent treating or working cast stock in situ for cooling using specific cooling agents
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D1/00—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
- C21D1/56—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering characterised by the quenching agents
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D1/00—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
- C21D1/56—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering characterised by the quenching agents
- C21D1/60—Aqueous agents
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D1/00—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
- C21D1/62—Quenching devices
- C21D1/667—Quenching devices for spray quenching
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D1/00—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Carbon And Carbon Compounds (AREA)
- Laminated Bodies (AREA)
- Lubricants (AREA)
- Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
- Cooling Or The Like Of Electrical Apparatus (AREA)
Abstract
Изобретение относится к способу теплопередачи между металлическим или неметаллическим изделием и жидким теплоносителем, а также к жидкому теплоносителю, и может найти применение для отраслей промышленности, связанных с производством стали, алюминия, нержавеющей стали, меди, железа, медных сплавов, титана, кобальта, металлических композитов, никеля или при получении неметаллических материалов, таких как пластмассы. Способ теплопередачи представляет перенос тепла между металлическим изделием (например, теплообменник, металлическая подложка) или неметаллическим изделием (например, пластические массы) с помощью жидкого теплоносителя. Жидкий теплоноситель содержит жидкую среду и наночастицы, при том что отношении толщина/поперечный размер наночастиц составляет менее 0,00044, при этом наночастицы не содержат углеродных нанотрубок. Жидкий теплоноситель дополнительно может содержать диспергирующий агент. Наночастицы выбирают из графитовых нанопластинок, графена, малослойного графена, TiO, ZnO, ZnO, нитрида бора, меди, диоксида кремния, монтмориллонита, цеолита клиноптилолита, волластонита, слюды, цеолита 4A, AlO, силиката, пемзы и оксида кальция. Жидкую среду выбирают из воды, этиленгликоля, этанола, масла, метанола, кремнийорганического материала, пропиленгликоля, алкилированных ароматических соединений, жидкого Ga, жидкого In, жидкого Sn, формиата калия и их смеси. Изобретение обеспечивает несложный способ теплопередачи, при этом жидкий теплоноситель имеет высокий коэффициент теплопередачи. 3 н. и 25 з.п. ф-лы, 4 ил., 3 табл., 3 пр.
Description
Настоящее изобретение относится к способу обеспечения теплопередачи между металлическим или неметаллическим изделием и жидким теплоносителем, содержащим жидкую среду и особые наночастицы, имеющие определенное соотношение толщины и размера в поперечном направлении. В частности, оно хорошо подходит для отраслей промышленности, связанных с производством стали, алюминия, нержавеющей стали, меди, железа, медных сплавов, титана, кобальта, металлических композитов, никеля, или обеспечивающих неметаллические материалы, такие как пластмасса.
В свете задачи экономии расхода энергии возможно улучшение эффективности теплообменников и введение различных методик интенсификации теплообмена. Некоторые из этих методик сосредоточились на применении электрического или магнитного поля. Хотя такой подход способен повысить эффективность использования электроэнергии, также возможно достижение усовершенствований и в том, что касается жидких теплоносителей. Обычно в качестве жидкого теплоносителя применяются такие жидкости, как вода, машинное масло, этиленгликоль и т.п. Однако они обладают недостаточными характеристиками теплопередачи и поэтому для достижения требуемого теплопереноса необходимы высокая компактность и эффективность систем теплообмена. В числе усилий по улучшению теплопередачи более достойно внимания применение присадок к жидкостям.
Например, для улучшения коэффициента теплопередачи или по меньшей мере удельной теплопроводности в воду может быть добавлено поверхностно-активное вещество, такое как LEVENOL C-421, которое представляет собой моно- и диглицеридные эфиры полиэтиленоксида. Однако, хотя удельная электропроводность и повышается в некоторых случаях, присутствие поверхностно-активного вещества приводит к образованию пены. Присутствие пены представляет собой огромную проблему, так как на практике возникают трудности с ее удалением, особенно в промышленном масштабе. Кроме того, присутствие поверхностно-активного вещества усиливает коррозию в системе теплопереноса, особенно труб, по которым протекает жидкий теплоноситель. Наконец, возможно образование отложений, в частности, в системе теплопередачи.
Недавние исследования в области нанотехнологии сделали возможной разработку новой категории жидкого теплоносителя, содержащего наночастицы. Такие жидкости, также именуемые “Nanofluid”, представляют собой жидкую суспензию, содержащую частицы, у которых по меньшей мере одно измерение ниже 100 нм. Эти жидкие теплоносители обычно имеют повышенный коэффициент теплопередачи.
Патентная заявка US2014/0312263 раскрывает жидкий теплоноситель, содержащий жидкую среду и окисленную форму материала, выбранного из группы многослойных графеновых нанопластинок. Также в нем раскрывается способ получения такой жидкости. В данной патентной заявке указывается, что окисление многослойных графеновых нанопластинок (GnPs) преобразует находящиеся на поверхности sp2 графитовые слои в группы OH-, COO- и CO. Эти группы создают на поверхности нанопластинки достаточный электростатический заряд, который из-за сил отталкивания удерживает частицы в отдалении друг от друга и препятствует агломерации и осаждению частиц. Таким образом может быть достигнута хорошая стабильность графитовых нанофлюидов в воде или в жидких смесях на основе этиленгликоля и воды и, вследствие этого, хорошая степень их дисперсности.
Также раскрывается, что в суспензиях с немодифицированным GnPs осаждение происходит в пределах нескольких часов. Суспензии, стабилизированные катионными или анионными поверхностно-активными веществами, показывают улучшение стабильности; однако удельная теплопроводность таких суспензий оказывается ниже основной жидкости из-за очень низкой удельной теплопроводности органических молекул по сравнению с водой. Таким образом, органические поверхностно-активные вещества ухудшают теплопроводность суспензий на водной основе. Поэтому подход, не подразумевающий применения поверхностно-активных веществ для стабилизации дисперсии наночастиц, включает окисление GnP для отчетливого разделения GnPs на индивидуальные нанопластинки.
Наконец, раскрывается, что окисление GnPs снижает степень повышения теплопроводности во всех проверенных категориях. Отношение коэффициентов теплопередачи (hnf/h0) нанофлюида (hnf) и основной жидкости (h0), вычисленное для различных температур, показывает, что включение графитовых наночастиц в теплоноситель этиленгликоль/H2O может обеспечить повышение интенсивности теплопередачи на 75-90% при использовании в режиме ламинарного потока. Коэффициенты теплопередачи в режиме турбулентного потока демонстрируют улучшение теплопереноса на 30-40% по сравнению с основной жидкостью.
Однако окисление или функционализация GnPs требует применения при способе производства жидкого теплоносителя дополнительного этапа, использующего сильные кислоты, например, смесь концентрированных серной и азотной кислот, как в US2014/0312263. В промышленном масштабе эта реакция окисления производит отходы производства, оказывающиеся сложными в обращении. Помимо этого, такой жидкий теплоноситель не обеспечивает очень высокой эффективности. Например, в сталелитейной промышленности в процессе охлаждения при способе горячей прокатки выходной рольганг охлаждает стальную полосу от приблизительно 800-950°C на входе до 450-600°C на выходе. Таким образом, для некоторых марок стали является необходимым жидкий теплоноситель, имеющий высокий коэффициент теплопередачи.
Задача данного изобретения состоит в том, чтобы обеспечить несложный в осуществлении способ теплопереноса между металлическим или неметаллическим изделием и жидким теплоносителем, при котором жидкий теплоноситель имеет высокий коэффициент теплопередачи.
Это достигается посредством предоставления способа теплопереноса между металлическим или неметаллическим изделием и жидким теплоносителем по п. 1 формулы изобретения. Данный способ может также содержать любые признаки по п.п. 2 - 26, взятые индивидуально или в комбинации.
Изобретение также охватывает способ получения жидкого теплоносителя по п. 27.
Также настоящее изобретение охватывает жидкий теплоноситель по п. 28.
Следующие термины определяются следующим образом:
- жидкий теплоноситель, содержащий наночастицы (так называемый нанофлюид), означает жидкую суспензию, содержащую частицы, имеющие по меньшей мере одно измерение ниже 100 нм;
- ламинарный поток означает поток с числом Рейнольдса ниже критической величины приблизительно в 2300;
- турбулентный поток означает поток с числом Рейнольдса, превышающим критическую величину около 4000;
- концентрация порога перколяции – концентрация наночастиц, выше которой они объединяются, образуя сетчатую структуру с дальним порядком. Для связанных с теплопередачей применений подходит, чтобы такая сетка соединяла наиболее горячую часть жидкости, то есть часть, откуда начинает перетекать тепло, и самую холодную часть жидкости, то есть часть, куда тепло отводится. Другими словами, ниже концентрации порога перколяции наночастицы не являются связанными. Когда достигается концентрация порога перколяции, образованная наночастицами сетка, которая имеет более высокую удельную теплопроводность, чем жидкая среда, позволяет теплоносителям выбирать путь с намного меньшим сопротивлением теплопередаче, увеличивая таким образом удельную теплопроводность жидкости и, вследствие этого, коэффициент теплопередачи;
- об.% означает объемную концентрацию в процентах;
- масс.% означает массовую концентрацию в процентах;
- графитовые нанопластинки означают многослойную систему из графеновых листов, имеющих толщину между около 5 и 20 нм;
- малослойный графен подразумевает многослойную систему из графеновых листов, имеющих толщину между 1 и 5 нм, и
- графен означает лист толщиной в один атом из гексагонально упорядоченных, связанных атомов углерода, представляя обычно толщину менее 1 нм.
Другие признаки и преимущества изобретения станут очевидными из следующего подробного описания изобретения.
Для иллюстрирования изобретения будут описаны различные воплощения и испытания образцов из неограничивающих примеров, в частности, с обращением к следующим фигурам.
Фиг. 1 иллюстрирует пример одной нанопластинки согласно настоящему изобретению.
Фиг. 2 иллюстрирует пример многослойных нанопластинок согласно настоящему изобретению.
Фиг. 3 иллюстрирует пример сферической наночастицы согласно настоящему изобретению.
Фиг. 4 иллюстрирует пример эллиптической наночастицы согласно настоящему изобретению.
Изобретение относится к способу теплопередачи между металлическим или неметаллическим изделием и жидким теплоносителем, содержащим жидкую среду и наночастицы, при том, что соотношение их толщины и размера в поперечном направлении составляет менее 0,00044 и при этом наночастицы не содержат углеродных нанотрубок.
Безотносительно к какой-либо конкретной теории, по-видимому, в случае жидкого теплоносителя, содержащего наночастицы, имеющие отношение толщина/поперечный размер менее 0,00044, снижается концентрация порога перколяции. Соответственно, выше концентрации порога перколяции образуется меньше мостиков, что приводит к уменьшению вязкости. Кроме того, оказывается возможным обеспечение высокой теплопроводности и, вследствие этого, высокого коэффициента теплопередачи при низкой концентрации наночастиц, особенно в ламинарном потоке.
Согласно изобретению, поток жидкого теплоносителя может находиться в ламинарном или турбулентном режиме. В режиме ламинарного потока коэффициент теплопередачи пропорционален удельной теплопроводности. В отличие от этого, в режиме турбулентного потока коэффициент теплопередачи зависит от ряда теплофизических свойств, таких как вязкость.
Предпочтительно жидкий теплоноситель содержит наночастицы, имеющие величину отношения толщина/поперечный размер ниже 0,00043, предпочтительно между 0,00010 и 0,00040, более предпочтительно между 0,00015 и 0,00035 или между 0,00020 и 0,00030.
Предпочтительно толщина наночастиц составляет между 1 и 99,99 нм, предпочтительно между 5 и 50 нм и более предпочтительно между 5 и 15 нм.
Предпочтительно поперечный размер наночастицы составляет между 26 и 50 мкм, предпочтительно между 35 и 45 мкм.
Предпочтительно концентрация наночастиц составляет между 0,01 масс.% и 12 масс.%, предпочтительно между 2 и 8 масс.% и более предпочтительно между 4 и 7 масс.%.
Наночастица может быть, например, сферической, эллиптической или в форме нанопластинки.
Фиг. 1 иллюстрирует пример одной нанопластинки, которая может использоваться в жидком теплоносителе настоящего изобретения. В этом примере поперечный размер означает самую большую протяженность нанопластинки по оси X на фиг. 1, а толщина означает высоту нанопластинки по оси Z. Ширина нанопластинки иллюстрируется по оси Y.
Фиг. 2 представляет пример многослойных нанопластинок, которые могут применяться в жидком теплоносителе настоящего изобретения. В этом примере поперечный размер означает самую большую протяженность нанопластинок по оси X, а толщина означает общую высоту всех нанопластинок в пакете по оси Z. Ширина нанопластинки иллюстрируется по оси Y.
Фиг. 3 иллюстрирует пример сферической нанопластинки, которая может применяться в жидком теплоносителе настоящего изобретения. В этом примере поперечный размер означает диаметр наночастицы, а толщина соответствует высоте наночастицы.
Фиг. 4 иллюстрирует пример эллиптической нанопластинки, которая может применяться в жидком теплоносителе настоящего изобретения. В этом примере поперечный размер означает наибольшую длину наночастицы, а толщина означает высоту наночастицы.
Размер в поперечном направлении и толщина наночастицы могут быть измерены с помощью сканирующей электронной микроскопии (SEM), трансмиссионной электронной микроскопии (TEM) и атомно-силовой микроскопии (AFM).
В одном предпочтительном воплощении жидкий теплоноситель содержит наночастицы, являющиеся многослойными нанопластинками. Действительно, безотносительно к какой-либо конкретной теории, чтобы получить морфологию нанопластинок, наночастицы, по-видимому, должны иметь многослойную структуру со слабым взаимодействием между слоями, то есть Ван-дер-Ваальсовыми силами, водородной связью, механической связью, галогенной связью, пи-стэкинговым взаимодействием, катион-анионной пи-связью, интеркаляцией, солевыми мостиками и полярной пи-связью. Эта слабое связывание совместно с хорошей теплопроводностью нанопластинок расширяет возможности для улучшения коэффициента теплопередачи жидкости.
Предпочтительно наночастицы выбираются из графитовых нанопластинок, графена, малослойного графена, TiO2, ZnO2, ZnO, нитрида бора, меди, диоксида кремния, монтмориллонита, цеолита клиноптилолита, волластонита, слюды, цеолита 4A, Al2O3, силиката, пемзы и оксида кальция.
В одном предпочтительном воплощении жидкий теплоноситель, кроме того, содержит диспергирующий агент. Данный диспергирующий агент может быть не обладающим поверхностно-активными свойствами полимером, поверхностно-активным веществом или их смесью. Поверхностно-активное вещество может быть катионным, анионным, амфотерным или неионогенным.
Например, диспергирующий агент может быть поливинилпирролидоном, полисахаридами, сульфатированными полисахаридами, линейными алкилбензолсульфонатами, лигносульфонатами, диалкилсульфосукцинатами, соединениями четвертичного аммония, стеаратом натрия или их смесью.
Предпочтительно массовое соотношение концентрации наночастиц и концентрации диспергирующего агента составляет между 3 и 18. Более предпочтительно отношение концентрации наночастиц к концентрации диспергирующего агента составляет между 4 и 15, предпочтительно между 4 и 8 и более предпочтительно его величина находится между 4 и 6.
Безотносительно к какой-либо конкретной теории, по-видимому, при регулировании указанного выше соотношения и достижении концентрации порога перколяции жидкий теплоноситель согласно изобретению создает возможности для обеспечения более высокой удельной теплопроводности и, вследствие этого, высокого коэффициента теплопередачи. Действительно, диспергирующий агент в этом случае способен не допускать агломерации и осаждения наночастиц. Например, если бы диспергирующий агент был представлен поверхностно-активным веществом, наночастица оказалась бы заключена в мицеллу, сердцевина которой состоит из гидрофобных молекул и оболочка – из гидрофильных молекул. Такая мицеллярная структура позволяет наночастицам диспергироваться в жидкости. Однако, чтобы обеспечить перколяцию, другими словами, образование создаваемой наночастицами сетки дальнодействующего порядка, степень дисперсности наночастиц должна быть ограничена.
Предпочтительно жидкий теплоноситель содержит жидкую среду, выбираемую из воды, этиленгликоля, этанола, масла, метанола, кремнийорганического материала, пропиленгликоля, алкилированных ароматических соединений, жидкого Ga, жидкого In, жидкого Sn, формиата калия и их смеси. Галлий, индий и олово могут применяться в качестве жидкого теплоносителя, в частности, для охлаждения металлического изделия. Действительно, температура плавления галлия составляет 30°C, индия 157°C, а олово имеет температуру плавления 232°C. Например, они могут использоваться для охлаждения компьютерных микросхем или лабораторного оборудования, такого как нейтронные источники.
Способ теплопереноса согласно данному изобретению представляет перенос тепла между металлическим или неметаллическим изделием и жидким теплоносителем. Предпочтительно металлическое изделие, являющееся, например, металлической подложкой, изготавливается из алюминия, стали, нержавеющей стали, меди, железа, медных сплавов, титана, кобальта, металлического композита, никеля, а неметаллическое изделие изготавливается из пластических масс.
На известном уровне техники теплопередача, использующая в качестве жидкой среды воду, может обычно реализовываться двумя различными способами. Первый способ называют «бесконтактном водным способом», что означает, что вода поддерживается в кругообороте без впрыскивания к объекту, отходящим газам или жидкостям для охлаждения или нагревания. Этот способ применяет системы косвенного охлаждения или нагрева или же системы бесконтактного охлаждения либо нагревания, в частности, через теплообменники. Второй способ называется «способом с контактной водой», что означает, что вода, применяемая для охлаждения или нагревания объекта, находится с ним в непосредственном контакте.
Согласно одному предпочтительному воплощению изобретения, являющееся металлическим изделие представлено теплообменником, а теплопередача реализуется с помощью находящейся внутри такого теплообменника жидкости.
В частности, в сталелитейной промышленности теплопередача с применением теплообменника может быть осуществлена при обработке коксового газа, в доменных печах, кислородных конвертерах, дуговых электропечах, при непрерывной разливке, операциях горячей прокатки, операциях холодной прокатки, в испарителях, отжигательных печах и на линиях по нанесению покрытий, травлению или спеканию. Охлаждение при таких способах необходимо для поддержания работы технологического оборудования.
Согласно одному предпочтительному воплощению изобретения, изделие является металлической подложкой и жидкий теплоноситель находится в непосредственном с ней контакте. В этом случае теплопередача может быть осуществлена охлаждением под действием ударной силы струи, кипением в свободном объеме, распылительным охлаждением или микроканальным охлаждением.
Например, в сталелитейной промышленности теплопередача контактным водяным охлаждением может быть осуществлена:
- в орошаемых водой камерах установок для непрерывного литья и процессов горячей прокатки, таких как процессы охлаждения на выходном рольганге;
- в коксовых печах для газовой обработки и тушения кокса;
- в ходе гашения шлака в доменных печах, кислородных конвертерах и дуговых электропечах.
Жидкий теплоноситель предпочтительно готовится с использованием следующих этапов:
A – обеспечения наночастиц согласно настоящему изобретению;
B – обеспечения жидкой среды;
C – регулирования концентрации наночастиц для достижения перколяции и
D – смешивания наночастиц с жидкой средой.
Жидкий теплоноситель настоящего изобретения имеет высокий коэффициент теплопередачи и, предпочтительно, хорошую дисперсию.
Далее изобретение поясняется с обращением к экспериментальным данным, приводимым исключительно в информационных целях. Ограничивающими они не являются.
Примеры. Коэффициент теплопередачи – ламинарный поток
Пример 1
Были приготовлены пробы 1 - 3 смешиванием с водой графитовых нанопластинок, имевших отношение толщина/поперечный размер, составляющее 0,00025, 0,001 и 0,005.
Для каждой пробы была измерена теплопроводность образцов с помощью измерителя теплопроводности DTC-25. Степень повышения теплопроводности рассчитывалась по отношению к удельной электропроводности воды, при этом удельная электропроводность воды составляет при комнатной температуре, то есть при 20°C, 0,67 мК. Пробы 4 - 6, соответственно, представляют образцы A-GnP и B-GnP, содержащие функционализованные наночастицы C-GnP из заявки US2014/0312263. Соответственно, отношение толщина/поперечный размер составляет 0,001 - 0,009, 0,0005 - 0,008 и 0,00044 - 0,003.
В ламинарном потоке для всех проб увеличение теплопередачи пропорционально возрастанию теплопроводности, таким образом, никаких вычислений для оценки увеличения теплопередачи в процентном выражении не требуется.
| Пробы | Образцы | Концентрация наночастиц (масс.%) |
Отношение толщина/поперечный размер | Повышение теплопередачи (%) |
| 1* | 1 | 5 | 0,00025 | 203 |
| 2 | 2 | 5 | 0,001 | 31 |
| 3 | 3 | 5 | 0,005 | 10 |
| 4 | 4 | 5 | 0,001-0,05 | 6 |
| 5 | 5 | 5 | 0,0005-0,008 | 75 |
| 6 | 6 | 5 | 0,00044-0,005 | 85 |
* согласно настоящему изобретению.
По сравнению с пробами 2 - 6 проба 1 представляет более значительное увеличение теплопередачи.
Пример 2
Были приготовлены пробы 8 - 9 смешиванием с водой 1 масс.% поливинилпирролидона и графитовых нанопластинок, имевших отношение толщина/поперечный размер, составляющее 0,00025.
Была измерена теплопроводность образцов с помощью измерителя теплопроводности DTC-25. Повышение теплопроводности рассчитывалось по отношении к удельной электропроводности воды. В ламинарном потоке увеличение теплопередачи пропорционально возрастанию теплопроводности, таким образом, никаких вычислений для оценки увеличения теплопередачи в процентном выражении не требуется.
| Пробы | Образцы | Концентрация наночастиц (масс.%) |
Диспергирующий агент (масс.%) |
Отношение Снаноч./Сдисп. | Отношение толщина/ поперечный размер | Повышение теплопередачи (%) |
| 7* | 1 | 5 | - | - | 0,00025 | 203 |
| 8* | 7 | 7 | 1 | 7 | 0,00025 | 286 |
| 9* | 8 | 10 | 1 | 10 | 0,00025 | 384 |
* согласно настоящему изобретению.
Пробы 8 и 9, содержащие диспергирующий агент, показывают более значительное увеличение теплопередачи, чем проба 7 без диспергирующего агента.
Пример 3
С помощью программных средств моделирования была вычислена эффективность охлаждения в случае проб 1 - 9 и пробы 10, состоявшей из воды. В этом испытании стальной сляб, имевший плотность 7854 кг/м3, охлаждался в ламинарном потоке в течение 13 секунд. Он имел длину 5 метров, ширину 1 метр и толщина сляба составляла 10 мм.
Исходная температура сляба равнялась 968°C. Следующая таблица показывает скорость охлаждения при использовании каждой пробы.
| Пробы | Скорость охлаждения (°C/с) |
| 1* | 36,9 |
| 2 | 26,1 |
| 3 | 22,9 |
| 4 | 22,3 |
| 5 | 32,7 |
| 6 | 34,2 |
| 7* | 36,8 |
| 8* | 46,9 |
| 9* | 54,9 |
| 10 | 21,4 |
* согласно настоящему изобретению.
Пробы 1, 7, 8 и 9 показывают более высокую скорость охлаждения, чем пробы 2 - 6 и проба 10.
Claims (32)
1. Способ теплопередачи между металлическим или неметаллическим изделием и жидким теплоносителем, содержащим жидкую среду и наночастицы, при этом отношение толщина/поперечный размер таких наночастиц составляет менее 0,00044, при этом наночастицы не содержат углеродных нанотрубок.
2. Способ по п. 1, в котором отношение толщина/поперечный размер составляет менее 0,00043.
3. Способ по п. 2, в котором отношение толщина/поперечный размер составляет между 0,00010 и 0,00040.
4. Способ по п. 3, в котором отношение толщина/поперечный размер составляет между 0,00015 и 0,00035.
5. Способ по п. 4, в котором отношение толщина/поперечный размер составляет между 0,00020 и 0,00030.
6. Способ по любому из пп. 1-5, в котором толщина наночастиц составляет между 1 и 99,99 мкм.
7. Способ по п. 6, в котором толщина наночастиц составляет между 5 и 50 нм.
8. Способ по п. 7, в котором толщина наночастиц составляет между 5 и 15 нм.
9. Способ по любому из пп. 1-8, в котором величина поперечного размера наночастиц находится между 26 и 50 мкм.
10. Способ по п. 9, в котором размер наночастиц в поперечном направлении составляет между 35 и 45 мкм.
11. Способ по любому из пп. 1-10, в котором концентрация наночастиц составляет между 0,01 и 12 масс. %.
12. Способ по п. 11, в котором концентрация наночастиц составляет между 2 и 8 масс. %.
13. Способ по п. 12, в котором концентрация наночастиц составляет между 4 и 7 масс. %.
14. Способ по любому из пп. 1-13, в котором наночастицы представлены многослойными нанопластинками.
15. Способ по любому из пп. 1-14, в котором наночастицы выбирают из графитовых нанопластинок, графена, малослойного графена, TiO2, ZnO2, ZnO, нитрида бора, меди, диоксида кремния, монтмориллонита, цеолита клиноптилолита, волластонита, слюды, цеолита 4A, Al2O3, силиката, пемзы и оксида кальция.
16. Способ по любому из пп. 1-15, в котором жидкий теплоноситель, кроме того, содержит диспергирующий агент.
17. Способ по п. 16, в котором диспергирующий агент является не обладающим поверхностно-активными свойствами полимером, или поверхностно-активным веществом, или их смесью.
18. Способ по п. 17, в котором поверхностно-активное вещество является катионным, анионным, амфотерным или неионогенным.
19. Способ по п. 18, в котором диспергирующий агент выбирают из поливинилпирролидона, полисахаридов, сульфатированных полисахаридов, линейных алкилбензолсульфонатов, лигносульфонатов, диалкилсульфосукцинатов, соединений четвертичного аммония, стеарата натрия или их смеси.
20. Способ по любому из пп. 16-19, в котором отношение по массе концентрации наночастиц к концентрации диспергирующего агента составляет между 3 и 18.
21. Способ по любому из пп. 1-20, в котором жидкую среду выбирают из воды, этиленгликоля, этанола, масла, метанола, кремнийорганического материала, пропиленгликоля, алкилированных ароматических соединений, жидкого Ga, жидкого In, жидкого Sn, формиата калия и их смеси.
22. Способ по любому из пп. 1-21, в котором жидкий теплоноситель находится в режиме ламинарного или турбулентного потока.
23. Способ по любому из пп. 1-22, в котором являющееся металлическим изделие изготавливают из алюминия, стали, нержавеющей стали, меди, железа, медных сплавов, титана, кобальта, металлического композита или никеля.
24. Способ по любому из пп. 1-23, в котором металлическое изделие является теплообменником, а теплопередача осуществляется жидкостью, находящейся внутри такого теплообменника.
25. Способ по любому из пп. 1-23, в котором металлическое изделие является металлической подложкой, а теплопередача является такой, при которой жидкий теплоноситель находится в непосредственном контакте с металлической подложкой.
26. Способ по п. 25, в котором контакт между металлической подложкой и жидким теплоносителем осуществляется посредством охлаждения под действием ударной силы струи, кипением в свободном объеме, распылительным охлаждением или микроканальным охлаждением.
27. Способ получения жидкого теплоносителя, включающий:
обеспечение наличия наночастиц по любому из пп. 1-20;
обеспечение наличия жидкой среды;
регулирование концентрации наночастиц для достижения перколяции и
смешивание наночастиц с жидкой средой.
28. Жидкий теплоноситель по любому из пп. 1-21 или получаемый способом по п. 27, используемый в способе теплопередачи по любому из пп. 1-26.
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PCT/IB2015/002402 WO2017109528A1 (en) | 2015-12-22 | 2015-12-22 | A method of heat transfer between a metallic or non-metallic item and a heat transfer fluid |
| IBPCT/IB2015/002402 | 2015-12-22 | ||
| PCT/IB2016/001779 WO2017109558A1 (en) | 2015-12-22 | 2016-12-20 | A method of heat transfer between a metallic or non-metallic item and a heat transfer fluid |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2685094C1 true RU2685094C1 (ru) | 2019-04-16 |
Family
ID=55178187
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2018126600A RU2685094C1 (ru) | 2015-12-22 | 2016-12-20 | Способ обеспечения теплопереноса между металлическим или неметаллическим изделием и жидким теплоносителем |
Country Status (13)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US10844261B2 (ru) |
| EP (1) | EP3394201B1 (ru) |
| JP (2) | JP6794450B2 (ru) |
| KR (1) | KR102239122B1 (ru) |
| CN (1) | CN108431168B (ru) |
| AU (1) | AU2016379001B2 (ru) |
| BR (1) | BR112018012447A2 (ru) |
| CA (1) | CA3008112C (ru) |
| ES (1) | ES2862168T3 (ru) |
| MX (1) | MX2018007741A (ru) |
| RU (1) | RU2685094C1 (ru) |
| WO (2) | WO2017109528A1 (ru) |
| ZA (1) | ZA201803788B (ru) |
Families Citing this family (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2017109525A1 (en) * | 2015-12-22 | 2017-06-29 | Arcelormittal | A method of a heat transfer of a non-metallic or metallic item |
| WO2017109527A1 (en) * | 2015-12-22 | 2017-06-29 | Arcelormittal | A method of heat transfer between a metallic or non-metallic item and a heat transfer fluid |
| WO2017109526A1 (en) * | 2015-12-22 | 2017-06-29 | Arcelormittal | A method of heat transfer of a non-metallic or metallic item |
| GB2557739C (en) | 2017-11-30 | 2020-09-30 | Future Energy Source Ltd | A working fluid |
| WO2019194686A1 (en) * | 2018-04-05 | 2019-10-10 | University Of The Philippines Los Banos | Nanosilica from rice hull ash as a component of a nanofluids coolant and methods thereof |
| WO2020191449A1 (en) * | 2019-03-27 | 2020-10-01 | Graphene Manufacturing Australia Pty Ltd | Enhanced coolant |
| JP2021063172A (ja) * | 2019-10-11 | 2021-04-22 | 日本パーカライジング株式会社 | 塑性加工用金型の冷却剤 |
| CN110681853B (zh) * | 2019-10-18 | 2021-08-24 | 广西金桦启门窗有限公司 | 门业制造设备及其加工工艺 |
| CN112831315A (zh) * | 2021-01-05 | 2021-05-25 | 安徽郁金香新能源科技有限公司 | 一种新型高效地源热泵地埋管换热介质的制备方法 |
| US11905567B1 (en) * | 2023-03-28 | 2024-02-20 | King Faisal University | High pressure, high temperature spray cooling system |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2291889C2 (ru) * | 2003-08-12 | 2007-01-20 | Джэпэн Ньюклиар Сайкл Дивелопмент Инститьют | Жидкотекучая среда, содержащая диспергированные наночастицы металлов и подобных материалов |
| RU2359189C2 (ru) * | 2006-10-23 | 2009-06-20 | Чиа-Хсиунг ВУ | Теплообменная система |
| US20120006509A1 (en) * | 2009-03-20 | 2012-01-12 | University Of South Carolina | Nanofluids for Thermal Management Systems |
| US8834739B1 (en) * | 2011-10-19 | 2014-09-16 | The Boeing Company | Boron nitride nano-platelete based materials |
| US20150048272A1 (en) * | 2011-08-26 | 2015-02-19 | Tata Consultancy Services Limited | Nanofluids for heat transfer applications |
Family Cites Families (23)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6695974B2 (en) * | 2001-01-30 | 2004-02-24 | Materials And Electrochemical Research (Mer) Corporation | Nano carbon materials for enhancing thermal transfer in fluids |
| EP1598406B1 (de) | 2004-05-18 | 2013-08-07 | SGL Carbon SE | Latentwärmespeichermaterial |
| JP2007238862A (ja) * | 2006-03-10 | 2007-09-20 | Denso Corp | 熱輸送媒体 |
| JP5309989B2 (ja) | 2006-04-07 | 2013-10-09 | 日本電気株式会社 | 熱伝導性樹脂材料およびその成形体 |
| JP2008201834A (ja) * | 2007-02-16 | 2008-09-04 | Honda Motor Co Ltd | 熱輸送流体 |
| US8075799B2 (en) * | 2007-06-05 | 2011-12-13 | South Dakota School Of Mines And Technology | Carbon nanoparticle-containing hydrophilic nanofluid with enhanced thermal conductivity |
| TWI332527B (en) * | 2007-09-07 | 2010-11-01 | Ind Tech Res Inst | Polymeric quenchant, manufacture thereof, and method for quenching steel |
| DE102009041574A1 (de) * | 2008-10-29 | 2010-05-12 | Electrovac Ag | Verbundmaterial, Verfahren zum Herstellen eines Verbundmaterials sowie Kleber oder Bondmaterial |
| US9340720B2 (en) * | 2009-07-02 | 2016-05-17 | Uchicago Argonne, Llc | Heat transfer fluids containing nanoparticles |
| US9011570B2 (en) | 2009-07-30 | 2015-04-21 | Lockheed Martin Corporation | Articles containing copper nanoparticles and methods for production and use thereof |
| US8222190B2 (en) * | 2009-08-19 | 2012-07-17 | Nanotek Instruments, Inc. | Nano graphene-modified lubricant |
| US20110220841A1 (en) * | 2010-03-09 | 2011-09-15 | Massachusetts Institute Of Technology | Thermal and/or electrical conductivity control in suspensions |
| WO2011084481A1 (en) | 2009-12-15 | 2011-07-14 | Massachusetts Institute Of Technology | Electrically and/or thermally conductive suspensions including graphite microfluids |
| US20130341028A1 (en) * | 2010-06-28 | 2013-12-26 | Baker Hughes Incorporated | Controllably tuning properties of a fluid using modified nanoparticles |
| US9051502B2 (en) * | 2011-01-31 | 2015-06-09 | Liquidcool Solutions, Inc. | Nanofluids for use in cooling electronics |
| JP2013028792A (ja) | 2011-06-22 | 2013-02-07 | Denso Corp | 熱輸送流体及び熱輸送装置 |
| MX349052B (es) * | 2012-10-24 | 2017-07-07 | Prolec-Ge Int S De R L De C V | Aceite mineral dielectrico adicionado con nanohojuelas de grafeno. |
| US20160045882A1 (en) * | 2013-03-15 | 2016-02-18 | The Royal Institution For The Advancement Of Learning/Mcgill University | Nanofluid with nanoparticle-decorated multiwall carbon nanotubes and method of preparation thereof |
| US20140312263A1 (en) | 2013-04-22 | 2014-10-23 | Uchicago Argonne, Llc | Advanced thermal properties of a suspension with graphene nano-platelets (gnps) and custom functionalized f-gnps |
| CN105018041B (zh) | 2015-06-11 | 2018-09-11 | 贵州新碳高科有限责任公司 | 石墨烯多孔薄膜、相变储能复合材料 |
| WO2017109526A1 (en) * | 2015-12-22 | 2017-06-29 | Arcelormittal | A method of heat transfer of a non-metallic or metallic item |
| WO2017109527A1 (en) * | 2015-12-22 | 2017-06-29 | Arcelormittal | A method of heat transfer between a metallic or non-metallic item and a heat transfer fluid |
| WO2017109525A1 (en) * | 2015-12-22 | 2017-06-29 | Arcelormittal | A method of a heat transfer of a non-metallic or metallic item |
-
2015
- 2015-12-22 WO PCT/IB2015/002402 patent/WO2017109528A1/en active Application Filing
-
2016
- 2016-12-20 WO PCT/IB2016/001779 patent/WO2017109558A1/en active Application Filing
- 2016-12-20 EP EP16822521.7A patent/EP3394201B1/en active Active
- 2016-12-20 AU AU2016379001A patent/AU2016379001B2/en active Active
- 2016-12-20 US US16/064,720 patent/US10844261B2/en active Active
- 2016-12-20 MX MX2018007741A patent/MX2018007741A/es unknown
- 2016-12-20 ES ES16822521T patent/ES2862168T3/es active Active
- 2016-12-20 RU RU2018126600A patent/RU2685094C1/ru active
- 2016-12-20 BR BR112018012447A patent/BR112018012447A2/pt not_active Application Discontinuation
- 2016-12-20 KR KR1020187017715A patent/KR102239122B1/ko active IP Right Grant
- 2016-12-20 CN CN201680075666.0A patent/CN108431168B/zh active Active
- 2016-12-20 CA CA3008112A patent/CA3008112C/en active Active
- 2016-12-20 JP JP2018532563A patent/JP6794450B2/ja active Active
-
2018
- 2018-06-07 ZA ZA2018/03788A patent/ZA201803788B/en unknown
-
2020
- 2020-08-27 JP JP2020143206A patent/JP2021006630A/ja active Pending
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2291889C2 (ru) * | 2003-08-12 | 2007-01-20 | Джэпэн Ньюклиар Сайкл Дивелопмент Инститьют | Жидкотекучая среда, содержащая диспергированные наночастицы металлов и подобных материалов |
| RU2359189C2 (ru) * | 2006-10-23 | 2009-06-20 | Чиа-Хсиунг ВУ | Теплообменная система |
| US20120006509A1 (en) * | 2009-03-20 | 2012-01-12 | University Of South Carolina | Nanofluids for Thermal Management Systems |
| US20150048272A1 (en) * | 2011-08-26 | 2015-02-19 | Tata Consultancy Services Limited | Nanofluids for heat transfer applications |
| US8834739B1 (en) * | 2011-10-19 | 2014-09-16 | The Boeing Company | Boron nitride nano-platelete based materials |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP6794450B2 (ja) | 2020-12-02 |
| AU2016379001A1 (en) | 2018-07-05 |
| JP2021006630A (ja) | 2021-01-21 |
| EP3394201A1 (en) | 2018-10-31 |
| ES2862168T3 (es) | 2021-10-07 |
| AU2016379001B2 (en) | 2020-01-30 |
| US10844261B2 (en) | 2020-11-24 |
| EP3394201B1 (en) | 2021-02-17 |
| JP2019508512A (ja) | 2019-03-28 |
| CA3008112A1 (en) | 2017-06-29 |
| CN108431168B (zh) | 2021-04-16 |
| MX2018007741A (es) | 2018-08-15 |
| ZA201803788B (en) | 2021-03-31 |
| WO2017109528A1 (en) | 2017-06-29 |
| KR20180089443A (ko) | 2018-08-08 |
| KR102239122B1 (ko) | 2021-04-12 |
| CA3008112C (en) | 2021-04-06 |
| US20190002749A1 (en) | 2019-01-03 |
| BR112018012447A2 (pt) | 2018-12-11 |
| WO2017109558A1 (en) | 2017-06-29 |
| CN108431168A (zh) | 2018-08-21 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2685094C1 (ru) | Способ обеспечения теплопереноса между металлическим или неметаллическим изделием и жидким теплоносителем | |
| RU2700053C1 (ru) | Способ обеспечения теплопереноса между металлическим или неметаллическим изделием и жидким теплоносителем | |
| RU2695195C1 (ru) | Способ обеспечения теплопередачи неметаллического или металлического изделия | |
| CN108473855B (zh) | 非金属或金属物品传热的方法 |