Har bir aylanma issiqlik uzatish davri nasosga, shuningdek, mexanik muhrlar, podshipniklar, vallar va eskirish yuzalariga bog'liq bo'lib, ular oxir-oqibat texnik xizmat ko'rsatish majburiyatiga aylanadi. Korroziv kimyoviy tizimlarda bu komponentlar ko'pincha oqish va ifloslanishning birinchi manbai hisoblanadi. Rivojlanayotgan kontseptsiya tubdan boshqacha yondashuvni taklif qiladi: suyuqlikning o'zi to'g'ridan-to'g'ri magnit maydonga javob berishga imkon beradi, an'anaviy nasos uskunasini butunlay yo'q qiladi.
Ferrofluid-tarkibida toʻxtatilgan magnit nanozarrachalar boʻlgan suyuqlik-tashqi aylanadigan magnit maydon yordamida PTFE issiqlik almashtirgich orqali haydalishi mumkin. Hech qanday pervanel suyuqlik bilan aloqa qilmaydi. Hech qanday muhr tizimga kirmaydi. Hech qanday harakatlanuvchi mexanik qismlar jarayon oqimiga tegmaydi. Natijada oqish va korroziyaga ajoyib qarshilikka ega bo'lgan to'liq muhrlangan termal sirkulyatsiya halqasi.
Orqasidagi tushunchamagnit suyuqlik issiqlik uzatuvchi PTFE almashtirgich harakatlanuvchi qismlarga ega emastexnologiya yuqori eksperimental, ammo potentsial o'zgaruvchan yo'nalishni termal ishlov berish va xavfli suyuqliklarni boshqarishda ifodalaydi.
Ferrofluidlar haqida tushuncha
Ferrofluid - bu tashuvchi suyuqlik ichida tarqalgan nano o'lchamdagi magnit zarralarning barqaror kolloid suspenziyasi.
Magnit zarralar odatda:
Temir oksidi nanozarralari
Magnetit{0}}asosidagi materiallar
Yuzaki{0}}stabillangan magnit kolloidlar
Tashuvchi suyuqlik quyidagilardan iborat bo'lishi mumkin:
Suv
Sintetik moy
Ftorli erituvchilar
Maxsus dielektrik suyuqliklar
Nanozarrachalar to'xtatilgan holda qoladi, chunki sirt faol moddalar aglomeratsiya va cho'kishni oldini oladi.
Magnit maydon ta'sirida suyuqlik o'zining oqim xususiyatlarini saqlab qolgan holda magnit ta'sir qiluvchi suyuqlik kabi harakat qiladi.
Ushbu noodatiy xatti-harakatlar tashqi magnit tizimlarga suyuqlik harakatini jismoniy mexanik aloqasiz boshqarish imkonini beradi.
Magnit suyuqlik pompasi qanday ishlaydi
Taklif etilayotgan PTFE almashtirgich tizimida ferrofluid butunlay yopiq aylanma halqa ichida qoladi.
PTFE trubkasidan tashqarida, tashqi aylanadigan magnit birikma harakatlanuvchi magnit maydon hosil qiladi.
Ushbu magnit tartibga solish cho'tkasiz elektr motorining statoriga o'xshash ishlaydi.
Magnit maydon aylanayotganda magnit kuchlar ferrofluid ichidagi muallaq nanozarrachalar bilan o'zaro ta'sir qiladi. Suyuqlik yo'nalishli tortish effektini boshdan kechiradi va almashtirgich quvurlari orqali aylana boshlaydi.
A ichidagi magnitlar an'anaviy pervanel yoki milya muhrini talab qilmasdan suyuqlikni aylantirishi mumkin.
Faqat ho'llangan yuzalar ichki PTFE trubkasi devorlari va ular bilan bog'liq suyuqlik zanjiri komponentlari.
Nima uchun PTFE ferrofluid tizimlari uchun jozibador?
PTFE magnit suyuqlik aylanishi tushunchalarini to'ldiradigan bir nechta xususiyatlarni taklif etadi.
Bularga quyidagilar kiradi:
Alohida kimyoviy qarshilik
Elektr izolyatsiyasi
Reaktiv bo'lmagan- yuzalar
Korroziyaga qarshi immunitet
Past ifloslanish tendentsiyasi
PTFE{0}}metall bo'lmagan va kimyoviy jihatdan inert bo'lgani uchun agressiv suyuqliklar tashqi mexanik tizimlardan to'liq izolyatsiya qilingan holda qolishi mumkin.
Bu quyidagi imkoniyatlarni yaratadi:
Hermetik muhrlangan termal halqalar
Nolinchi oqish xavfi
Kontaminatsiya potentsialining kamayishi
Minimal korroziya yo'llari
PTFE saqlovchi va magnit bilan boshqariladigan sirkulyatsiya kombinatsiyasi, ayniqsa, yuqori xavfli texnologik muhitlar uchun jozibador.
Mexanik qistirmalarni va podshipniklarni yo'q qilish
An'anaviy nasoslar kimyoviy ishlov berish tizimlarida-eng ko'p ishdan chiqadigan qismlardan biri bo'lib qolmoqda.
Umumiy muammolarga quyidagilar kiradi:
Muhrning oqishi
Rulman kiyimi
Mil korroziyasi
Soqol ishlamay qolishi
Vibratsiyali shikastlanish
Kavitatsiya
Ushbu muammolar hal qilishda tobora jiddiyroq bo'ladi:
Toksik kimyoviy moddalar
Radioaktiv suyuqliklar
Ultra{0}}sof suyuqliklar
Korroziv kislotalar
Qimmat maxsus suyuqliklar
To'liq magnit bilan boshqariladigan aylanma halqa ushbu nosozlik rejimlarining ko'pchiligini butunlay yo'q qilishi mumkin.
Aylanadigan namlangan uskunaning yo'qligi suyuqlik chegarasini sezilarli darajada soddalashtiradi.
Hermetik muhrlangan termal halqalarning va'dasi
ning eng jozibali jihatlaridan birimagnit suyuqlik issiqlik uzatuvchi PTFE almashtirgich harakatlanuvchi qismlarga ega emastexnologiya to'liq germetik saqlash imkoniyatidir.
Sirkulyatsiya kuchi tashqi tomondan qo'llanilishi sababli:
Hech qanday aylanadigan vallar korpusga kirmaydi
Dinamik muhrlar talab qilinmaydi
Qadoqlash bezlari kerak emas
Hech qanday tashqi moylash tizimlari texnologik suyuqlik bilan aloqa qilmaydi
Ushbu arxitektura oqish uchun juda mustahkam to'siq yaratadi.
Xavfli suyuqliklar uchun faqat bu xususiyat ishlash cheklovlariga qaramay texnologiyani oqlashi mumkin.
Nolinchi{0}}oqish tizimlari uchun potentsial ilovalar
Hali ham eksperimental bo'lsa-da, magnit suyuqlik aylanish tushunchalari oxir-oqibat maxsus sanoat ilovalarini topishi mumkin.
Radioaktiv suyuqliklar bilan ishlash
Yadro va radiokimyoviy tizimlar cheklovning favqulodda ishonchliligini talab qiladi.
To'liq muhrlangan aylanma halqa atrof-muhitni chiqarish xavfini kamaytirishi mumkin.
Yuqori zaharli kimyoviy ishlov berish
O'limga olib keladigan yoki yuqori reaktiv kimyoviy moddalar bilan bog'liq jarayonlar an'anaviy muhrlanish yo'llarini yo'q qilishdan foyda ko'rishi mumkin.
Yarim o'tkazgich va yuqori{0}}tozalik tizimlari
Ultra{0}}toza ilovalar zarrachalar hosil bo‘lishi va ifloslanish xavfini kamaytiradi.
Kosmik va masofaviy tizimlar
Minimal texnik xizmat ko'rsatish bilan uzoq ishlash muddatini talab qiladigan tizimlar mexanik murakkablikning kamayishidan foydalanishi mumkin.
Issiqlik samaradorligini hisobga olish
Ferrofluidning o'zi termal funktsional bo'lib qolishi va magnit ta'sirchanligini saqlab turishi kerak.
Bu bir qancha muhandislik muammolarini keltirib chiqaradi.
Tashuvchi suyuqlikni tanlash
Tashuvchi suyuqlik quyidagilarni ta'minlashi kerak:
Tegishli issiqlik quvvati
Kimyoviy muvofiqlik
Barqaror yopishqoqlik
Uzoq{0}}muddatli nanozarracha suspenziyasi
Temir suyuqlik kimyoviy jihatdan PTFE trubkasi va har qanday jarayon{0}}yon termal interfeyslari bilan ham mos bo'lishi kerak.
Nanopartikullarning barqarorligi
Uzoq vaqt davomida zarrachalar aglomeratsiyasi yoki cho'kishi quyidagini kamaytirishi mumkin:
Magnit sezgirlik
Nasos samaradorligi
Issiqlik uzatishning mustahkamligi
Barqaror kolloid xatti-harakatni saqlash asosiy tadqiqot yo'nalishi bo'lib qolmoqda.
Joriy texnik cheklovlar
O'zining kontseptual nafisligiga qaramay, ushbu texnologiya hozirda katta muhandislik cheklovlariga duch kelmoqda.
Cheklangan oqim va bosim qobiliyati
Magnit harakatlantiruvchi kuchlar an'anaviy mexanik nasoslarga nisbatan nisbatan zaif bo'lib qolmoqda.
Natijada, hozirgi tizimlar odatda quyidagilar bilan cheklanadi:
Past oqim tezligi
Past bosimli ishlash
Kichik diametrli-truba
Yilni aylanma halqalar
Katta sanoat issiqlik almashinuvchisi vazifalari mavjud imkoniyatlardan tashqarida qolmoqda.
Magnit ulanish yo'qotishlari
Magnit kuch uzatish masofa bilan tez zaiflashadi.
Quyidagi sabablarga ko'ra ulanish samaradorligi sezilarli darajada kamayadi:
PTFE trubkasi devor qalinligi
Havo bo'shliqlari
Strukturaviy tayanchlar
Magnit bo'lmagan{0}}oraliq materiallar
Ushbu cheklov suyuqlik harakati uchun mavjud bo'lgan amaliy kuchni cheklaydi.
Energiya samaradorligi muammolari
Aylanadigan magnit maydonlarni yaratish elektr energiyasini iste'mol qiladi.
Tizimning umumiy samaradorligi ko'p jihatdan quyidagilarga bog'liq:
Magnit ulanish kuchi
Temir suyuqlikning yopishqoqligi
Devren geometriyasi
Termal yo'qotishlar
Hozirgi vaqtda an'anaviy nasoslar sanoat oqimining ko'p talablari uchun-energiyani tejamkorroq bo'lib qolmoqda.
Materiallarning muvofiqligi bilan bog'liq muammolar
Temir suyuqliklar kimyosi quyidagilarga mos kelishi kerak:
PTFE quvurlari
Tashuvchi suyuqlik
Nanozarracha stabilizatorlari
Termal ish sharoitlari
Kolloid suspenziya ichidagi har qanday beqarorlik uzoq muddatli ish faoliyatini pasaytirishi- mumkin.
Nima uchun texnologiya hali ham muhim
Hozirgi cheklovlarga qaramay, tadqiqot juda muhim bo'lib qolmoqda, chunki ba'zi ilovalar samaradorlikdan yuqori saqlash ishonchliligini birinchi o'ringa qo'yadi.
O'ta xavfli suyuqliklar bilan ishlaydigan tizimlar uchun mexanik muhrlarni yo'q qilish an'anaviy nasoslar bilan erishib bo'lmaydigan xavfsizlik afzalliklarini taklif qilishi mumkin.
Bunday muhitda ta'mirlash ta'sirining kamayishi va sizib chiqmaslikning oldini olish nasos samaradorligini pasaytirishi mumkin.
Texnologiya, shuningdek, kengroq sanoat tendentsiyalariga mos keladi:
Soddalashtirilgan uskunalar arxitekturasi
Avtonom tizimlar
Xizmatni qisqartirish
Muhrlangan jarayon modullari
Uzoq-operatsiya
Kelajakdagi tadqiqot yo'nalishlari
Bir nechta faol tadqiqot yo'nalishlari magnit suyuqlik nasoslari tushunchalarini ilgari surishda davom etmoqda.
Bularga quyidagilar kiradi:
Kuchli magnit maydon geometriyalari
Kengaytirilgan nanozarracha stabilizatsiyasi
Optimallashtirilgan PTFE quvurlari konfiguratsiyasi
Gibrid magnit gidrodinamik tizimlar
Kam{0}}quvvatli magnit haydovchi elektron
Oʻta-kam{1}}taʼmirlash talab qilinadigan sanoat tizimlarining ahamiyati ortib borar ekan, harakatlanuvchi{2}}qism-erkin aylanma texnologiyalarga qiziqish ortib borishi mumkin.
Xulosa
Orqasidagi tushunchamagnit suyuqlik issiqlik uzatuvchi PTFE almashtirgich harakatlanuvchi qismlarga ega emastexnologiya butunlay tashqi magnit maydonlar tomonidan boshqariladigan to'liq yopiq termal aylanish tizimlarining futuristik tasavvurini taklif qiladi. Ferrosuyuqliklarni PTFE almashtirgichlar orqali pervanellar, muhrlar yoki ichki harakatlanuvchi apparatlarsiz aylantirib, bu tizimlar xavfli va yuqori{1}}toza suyuqliklar uchun misli ko'rilmagan ishonchli saqlashni ta'minlashi mumkin.
Garchi joriy texnologiya nisbatan past{0}}oqim va past{1}}bosimli ilovalar bilan chegaralanib qolsa-da, asosiy tamoyil juda jozibali. Kimyoviy inert PTFE quvurlari va magnitga sezgir suyuqliklarning kombinatsiyasi oqish -korroziyaga-bardoshli termal halqalarni yaratish va texnik xizmat koʻrsatish talablarini sezilarli darajada kamaytiradi.
Magnit suyuqlik nasoslari rivojlanayotgan va yuqori darajada ixtisoslashgan soha bo'lib qolmoqda, ammo u sanoatni qayta ishlashning eng qadimgi muammolaridan biriga nafis yondashuvni ifodalaydi: xavfli suyuqliklarni xavfsiz tashish. Kelajakning nasosi oxir-oqibatda hech qanday harakatlanuvchi qismlarni o'z ichiga olmaydi.
