Войти
A охлаждающая жидкость - это вещество, обычно жидкость или газ, который используется для снижения или регулирования температуры системы. Идеальная охлаждающая жидкость имеет высокую теплоемкость, низкую вязкость, является недорогой, нетоксичной, химически инертной и не вызывает способствует коррозии системы охлаждения. Для некоторых приложений также требуется, чтобы охлаждающая жидкость была электрическим изолятором.
. Хотя термин «охлаждающая жидкость» обычно используется в автомобилях и системах отопления, вентиляции и кондиционирования, в промышленной обработке жидкий теплоноситель - это один технический термин, который чаще всего используется в производстве при высоких и низких температурах. Термин также охватывает смазочно-охлаждающие жидкости. Промышленная смазочно-охлаждающая жидкость широко классифицируется как водорастворимая охлаждающая жидкость и чистая смазочно-охлаждающая жидкость. Водорастворимая охлаждающая жидкость представляет собой эмульсию масло в воде. В нем содержится масло, отличное от нулевого (синтетическая охлаждающая жидкость).
Этот хладагент может либо сохранять свою фазу и оставаться в жидком или газообразном состоянии, либо может претерпевать фазовый переход, при этом скрытая теплота увеличивает эффективность охлаждения. Последний, когда он используется для достижения температуры окружающей среды ниже , более известен как хладагент.
Воздух - распространенная форма охлаждающая жидкость. Воздушное охлаждение использует либо конвективный поток воздуха (пассивное охлаждение), либо принудительную циркуляцию с использованием вентиляторов..
Водород используется в качестве высокоэффективного газообразного хладагента. Его теплопроводность выше, чем у всех других газов, он имеет высокую удельную теплоемкость, низкую плотность и, следовательно, низкую вязкость, что составляет преимущество для вращающихся машин, чувствительных к потерям на парусность. Турбогенераторы с водородным охлаждением в настоящее время являются наиболее распространенными электрическими генераторами на крупных электростанциях.
Инертные газы используются в качестве теплоносителей в ядерных реакторах с газовым охлаждением. Гелий имеет низкую тенденцию к поглощать нейтроны и становиться радиоактивным. Двуокись углерода используется в реакторах Magnox и AGR.
Гексафторид серы используется для охлаждения и изоляции некоторых высоковольтных систем электроснабжения (выключатели, переключатели, некоторые трансформаторы и т. Д.).
Пар может использоваться там, где требуется высокая удельная теплоемкость в газообразной форме и учитываются коррозионные свойства горячей воды.
Некоторые хладагенты используются как в жидкой, так и в газовой форме в одном и том же контуре, благодаря высокой удельной скрытой теплоте кипения / конденсации фазовый переход, энтальпия парообразования, в дополнение к флюиду без фазового перехода теплоемкость.
Хладагенты представляют собой хладагенты, используемые для достижения низких температур путем прохождения фазы переключение между жидкостью и газом. Галометаны использовались часто, чаще всего R-12 и R-22, часто с жидким пропаном или другими галогеналканами, такими как R-134a. Безводный аммиак часто использовался в крупных коммерческих системах, а диоксид серы использовался в первых механических холодильниках. Двуокись углерода (R-744) используется в качестве рабочего тела в системах климат-контроля для автомобилей, бытовых систем кондиционирования воздуха, коммерческого холодильного оборудования и торговых автоматов. Многие в остальном превосходные хладагенты постепенно прекращаются по экологическим причинам (ХФУ из-за воздействия озонового слоя, теперь многие из их преемников сталкиваются с ограничениями из-за глобального потепления, например, R134a).
Тепловые трубки - это хладагенты особого назначения.
Иногда таким образом используют воду, например в реакторах с кипящей водой. Эффект изменения фазы может быть использован намеренно или может быть вредным.
Материалы с фазовым переходом используют другой фазовый переход между твердым телом и жидкостью.
Жидкие газы могут попадать сюда или в хладагенты, поскольку их температура часто поддерживается за счет испарения. Жидкий азот - самый известный пример, встречающийся в лабораториях. Фазовый переход может происходить не на охлаждаемой поверхности раздела, а на поверхности жидкости, где тепло передается конвективным или принудительным потоком.
Устройство для измерения температуры, до которой охлаждающая жидкость защищает автомобиль от замерзания. Вода является наиболее распространенной охлаждающей жидкостью. Его высокая теплоемкость и низкая стоимость делают его подходящим теплоносителем. Обычно используется с добавками, такими как ингибиторы коррозии и антифриз. Антифриз, раствор подходящего органического химического вещества (чаще всего этиленгликоль, диэтиленгликоль или пропиленгликоль ) в воде, используется, когда водные Охлаждающая жидкость должна выдерживать температуры ниже 0 ° C или когда ее температура кипения должна быть повышена. Бетаин представляет собой аналогичную охлаждающую жидкость, за исключением того, что он изготовлен из чистого растительного сока и, следовательно, не токсичен и его трудно утилизировать экологически.
Полиалкиленгликоль (PAG) используется в качестве высокотемпературных, термически стабильных теплоносителей, обладающих сильным сопротивлением к окислению. Современные ПАГ также могут быть нетоксичными и неопасными.
Смазочно-охлаждающая жидкость - это охлаждающая жидкость, которая также служит смазкой для металлообрабатывающих станков.
Масла часто используются там, где вода не подходит. При более высоких точках кипения, чем у воды, масла можно повышать до значительно более высоких температур (выше 100 градусов Цельсия) без создания высокого давления внутри рассматриваемого контейнера или петлевой системы. Многие масла используются для передачи тепла, смазки, передачи давления (гидравлические жидкости), иногда даже для топлива или для нескольких таких функций одновременно.
Топливо часто используется в качестве охлаждающей жидкости для двигателей. Холодное топливо течет по некоторым частям двигателя, поглощая его отработанное тепло и предварительно нагреваясь перед сгоранием. Керосин и другие реактивные топлива часто используются в авиационных двигателях. Жидкий водород используется для охлаждения форсунок ракетных двигателей..
Безводный охлаждающий агент используется в качестве альтернативы обычным водяным и этиленгликолевым охлаждающим веществам. При более высоких температурах кипения, чем вода (около 370F), технология охлаждения устойчива к выкипанию. Жидкость также предотвращает коррозию.
Фреоны часто использовались для иммерсивного охлаждения, например, электроника.
Жидкие плавкие сплавы могут использоваться в качестве охлаждающих жидкостей в приложениях, где требуется высокая термостойкость, например некоторые реакторы на быстрых нейтронах ядерные реакторы. Натрий (в быстрых реакторах с натриевым теплоносителем ) или сплав натрий-калий NaK часто используются; в особых случаях можно использовать литий. Другим жидким металлом, используемым в качестве охлаждающей жидкости, является свинец, например, в быстрые реакторы со свинцовым теплоносителем или сплав свинец-висмут. В некоторых ранних реакторах на быстрых нейтронах использовалась ртуть.
. Для определенных применений штоки автомобильных тарельчатых клапанов могут быть полыми и заполненными натрием для улучшения переноса и теплопередачи.
Для очень высоких температур, например реакторы с расплавом солей или очень высокотемпературные реакторы, расплав солей могут использоваться в качестве хладагентов. Одна из возможных комбинаций представляет собой смесь фторида натрия и тетрафторбората натрия (NaF-NaBF 4). Другие варианты: FLiBe и FLiNaK.
Сжиженные газы используются в качестве охлаждающих жидкостей для криогенных приложений, включая криоэлектронную микроскопию., разгон компьютерных процессоров, приложений, использующих сверхпроводники или чрезвычайно чувствительные датчики и усилители с очень низким шумом .
Двуокись углерода (химическая формула CO 2) - используется в качестве замены охлаждающей жидкости для смазочно-охлаждающих жидкостей. CO 2 может обеспечивать контролируемое охлаждение на границе раздела резания, так что режущий инструмент и заготовка удерживаются при температуре окружающей среды. Использование CO 2 значительно продлевает срок службы инструмента, а для большинства материалов позволяет работать быстрее. Это считается очень экологически чистым методом, особенно по сравнению с использованием нефтяных масел в качестве смазочных материалов; детали остаются чистыми и сухими, что часто может исключить необходимость вторичной очистки.
Жидкий азот, который кипит при температуре около -196 ° C (77K), является наиболее распространенной и наименее дорогой охлаждающей жидкостью. Жидкий воздух используется в меньшей степени из-за содержания в нем жидкого кислорода, что делает его склонным к возгоранию или взрывам при контакте с горючими материалами (см. кислородные жидкости ).
Более низкие температуры могут быть достигнуты при использовании сжиженного неона, который кипит примерно при -246 ° C. Самые низкие температуры, используемые для самых мощных сверхпроводящих магнитов , достигаются при использовании жидкого гелия.
Жидкий водород при температуре от -250 до -265 ° C также может использоваться в качестве хладагента. Жидкий водород также используется как топливо и как охлаждающая жидкость для охлаждения форсунок и камер сгорания ракетных двигателей.
Новый класс охлаждающих жидкостей - это наножидкости, которые состоят из жидкости-носителя, такой как вода, диспергированной с крошечными наночастицами, известными как наночастицы. Специально разработанные наночастицы, например CuO, оксид алюминия, диоксид титана, углеродные нанотрубки, кремнезем или металлы (например, медь, или наностержни серебра ), диспергированные в жидкости-носителе, улучшают способность теплопередачи получаемого хладагента по сравнению с одной жидкостью-носителем. Теоретически повышение может достигать 350%. Однако эксперименты не показали столь высоких улучшений теплопроводности, но обнаружили значительное увеличение критического теплового потока хладагентов.
Некоторые значительные улучшения достижимы; например Наностержни серебра диаметром 55 ± 12 нм и средней длиной 12,8 мкм при 0,5 об.% увеличивают теплопроводность воды на 68%, а 0,5 об.% наностержни серебра повышают теплопроводность охлаждающей жидкости на основе этиленгликоля на 98%. Наночастицы оксида алюминия в концентрации 0,1% могут увеличить критический тепловой поток воды на целых 70%; частицы образуют шероховатую пористую поверхность на охлаждаемом объекте, что способствует образованию новых пузырьков, а их гидрофильная природа помогает отталкивать их, препятствуя образованию парового слоя. Наножидкости с концентрацией более 5% действуют как неньютоновские жидкости.
В некоторых случаях твердые материалы используются в качестве охлаждающих жидкостей. Для испарения материалов требуется большая энергия; эта энергия затем уносится испаренными газами. Этот подход является обычным для космического полета, для абляционных атмосферных защитных экранов и для охлаждения сопел ракетных двигателей. Такой же подход используется и для противопожарной защиты конструкций, на которые наносится абляционное покрытие.
Сухой лед и водяной лед также могут использоваться в качестве хладагентов при непосредственном контакте с охлаждаемой структурой. Иногда используется дополнительный жидкий теплоноситель; вода со льдом и сухой лед в ацетоне - две популярные пары.
Сублимация водяного льда использовалась для охлаждения скафандра для проекта «Аполлон».
 | Искать охлаждающая жидкость в Викисловаре, бесплатный словарь. |
