冷卻劑
冷卻劑是一種流過或環繞某個系統來防止該系統過熱的流體。它通過將該系統產生的熱量傳導到其他的系統來使用或消耗熱量。理想的冷卻劑具有高熱容量、低黏度、廉價、無毒、化學惰性、既無腐蝕性又不促進腐蝕。某些冷卻劑的應用還要求其絕緣。
在高溫或低溫環境的工業應用過程中,熱傳導液(Heat Transfer Fluid)是更為常用的術語,而冷卻劑則是在汽車行業以及暖通空調系統(HVAC)更為常見的叫法。同時因為在汽車以及暖通空調領域使用的冷卻劑主要是液體,因此更經常被稱為冷卻液。工業應用中,熱傳導液同時包含了切削液。
冷卻劑在循環過程中既可以維持其原本的物質狀態(比如,氣體或液體),也可以經歷相變(改變原本的物質狀態)。相變過程中潛熱的存在使得冷卻劑的效率更高。當使用冷卻劑來降低環境溫度時(例如空調,冰箱),它常被稱作製冷劑。
氣體冷卻劑
空氣是最常見的一種冷卻劑形式。風冷可以利用空氣的自然流動被動冷卻,或者利用比如風扇的機構主動冷卻。這兩種形式都是利用了對流傳熱。
氫氣則可以作為一種高性能的氣體冷卻劑。它的熱導率是所有氣體中最高的,並且具備高熱容,低密度以及低黏度。這些性質對於受風力影響較大的輪轉機尤為有利。在大型發電站中,用氫氣冷卻的渦輪發電機是最為常見的發電機。
惰性氣體在氣冷反應爐中被用作冷卻劑。氦氣較不易吸收中子而變得具有放射性。二氧化碳則在馬格諾克斯反應爐與改進型氣冷反應爐中作為冷卻劑使用.
在一些高電壓系統中(如開關,變壓器,斷路器),六氟化硫常被用來冷卻以及絕緣。
在需要高熱容氣體的情況下,水蒸氣可以作為冷卻劑使用。需要注意的是,熱水會使得腐蝕效果更為明顯。
液體冷卻劑
最常見的冷卻液是水。水具有高熱容和低價的特點,使得它成為合適的導熱介質。通常,水在作為冷卻劑時會加入緩蝕劑與防凍劑等添加劑。防凍劑是一種有機化合物(常為乙二醇,二甘醇,或丙二醇)的溶劑,常在水的使用環境低於零度或需要提高沸點的情況中使用。三甲胺乙內酯(又名甜菜鹼)是一種類似的冷卻劑,不過這種冷卻劑是由植物製成,因此從生態保護角度無毒易處理。
去離子水因其低導電性常被用作電子電氣設備尤其是高功率發射器和高功率真空管的冷卻液。
重水是一種被用在核反應爐中的中子減速劑。它的次要功能便是作為冷卻液使用。而輕水反應爐,包括最常見的沸水反應爐以及壓水反應爐,則是使用普通的水(即輕水)。
丙二醇(PAG)則被用作高溫,熱穩定,抗氧化的熱傳導液。
油在無法使用水的情況下較為常用。因具有高於水的沸點,油的自身溫度可以在無需對容器或循環系統加壓的情況下維持高溫。(高於一百攝氏度)
- 礦物油在許多機械齒輪的應用中用作冷卻液和潤滑劑。蓖麻油也時有使用。因為具有高沸點的特點,礦物油常在家用可攜式電暖器,以及工業用閉環系統加熱和冷卻中使用。礦物油還因其絕緣性常在浸沒式液體冷卻電腦系統中使用。
- 矽油與氟油(如fluorinert)的優點在於他們的廣譜使用溫度,缺點則在於高價。
- 變壓器油作為冷卻液以及絕緣體在高功率變壓器中使用。
燃油在引擎中常被用作冷卻液。低溫狀態的燃料流經引擎的某些部分以吸收廢熱來預熱。煤油以及航空燃油常在航空引擎中作此用途。
氟利昂常在浸沒式液冷的電器件中使用。
製冷劑是一種通過在液體與氣體間相變來降低溫度的冷卻液。鹵代甲烷如二氟二氯甲烷(R-12)和二氟一氯甲烷(R-22)常作為製冷劑使用,但是由於其對環境產生的影響,正在被液化石油氣或其他種類的鹵代甲烷所取代。(比如1,1,1,2-四氟乙烷(R-134))
二氧化碳(R-744)在汽車內部溫度控制,家用空調,商用製冷,以及自動販賣機中作為工作流體使用。
液態金屬與鹽
正確的說法是只有水銀才是液態金屬,常說的液態金屬其實是非晶合金,原子排布呈無序狀態。
液化氣體
納米流體
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