KR102166818B1 - 금속성 또는 비금속성 물품과 열전달 유체 사이의 열전달 방법 - Google Patents
금속성 또는 비금속성 물품과 열전달 유체 사이의 열전달 방법 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 금속성 또는 비금속성 물품과, 유체 매체, 측방향 크기가 26 ~ 50 ㎛ 인 소수성 나노입자들 및 분산제를 포함하는 열전달 유체 사이의 열전달 방법에 관한 것이고, 중량으로 나노입자들 농도/분산제 농도 비는 3 ~ 18 이고, 상기 나노입자들은 탄소 나노튜브들을 포함하지 않는다.
Description
본 발명은 금속성 또는 비금속성 물품과, 유체 매체, 소수성 나노입자들 및 분산제를 포함하는 열전달 유체 사이의 열전달 방법에 관한 것이고, 나노입자들 농도/분산제 농도 비는 특정된다. 특히, 강, 알루미늄, 스테인리스 강, 구리, 철, 구리 합금, 티타늄, 코발트, 금속 복합재, 니켈 산업 또는 플라스틱과 같은 비금속성 산업에 매우 적합하다.
에너지 소비를 절감하기 위한 관점에서, 열교환 시스템들의 성능을 향상시키고 다양한 열전달 향상 기술을 도입할 수 있다. 일부 기술은 전기장 또는 자기장 적용에 초점을 맞춘다. 이러한 관점에서 에너지 효율의 향상이 가능하지만, 열전달 유체에 관해서도 개선이 이루어질 수 있다. 일반적으로, 물, 엔진 오일, 에틸렌 글리콜 등과 같은 유체는 열전달 유체로서 사용된다. 하지만, 이들은 열악한 열전달 성능을 가지고 그리하여 필요한 열전달을 달성하기 위해서는 열전달 시스템들의 고도의 컴팩트화 및 높은 효율성이 필요하다. 열전달 향상을 위한 노력 중에서, 액체에 첨가제들을 적용하는 것이 보다 두드러진다.
예를 들어, 열전달 계수 또는 적어도 열전도율을 향상시키기 위해서, 폴리옥시에틸렌 모노- 및 디-글리세라이드인 LEVENOL C-421 와 같은 계면활성제가 물에 첨가될 수 있다. 하지만, 몇몇 경우에는 전도율이 향상되더라도, 계면활성제의 존재는 거품의 형성을 초래한다. 거품의 존재는, 특히 산업용 규모에서 이 거품을 제거하는 것이 실제로 어렵기 때문에 큰 문제가 된다. 더욱이, 계면활성제의 존재는 열전달 시스템, 특히 열전달 유체가 유동하는 파이프의 부식을 증가시킨다. 마지막으로, 열전달 시스템에서 특히 스케일이 형성될 수 있다.
최근의 나노기술 연구는 나노입자들을 포함하는 새로운 종류의 열전달 유체의 개발을 가능하게 하였다. "나노유체들 (Nanofluids)" 이라고도 불리는 이러한 유체들은 적어도 하나의 치수가 100 nm 미만인 입자들을 함유하는 액체 현탁액이다. 이러한 열전달 유체들은 일반적으로 증가된 열전달 계수를 가진다.
특허출원 US 2014/0312263 에는 유체 매체 및 다층 그래핀 나노플레이트렛들 (graphene nanoplatelets) 의 그룹으로부터 선택된 재료의 산화된 형태를 포함하는 열전달 유체가 개시되어 있다. 또한, 이러한 유체를 제조하는 방법이 개시되어 있다. 이 특허출원에는 다층 그래핀 나노플레이트렛들 (GnPs) 의 산화가 표면상의 sp2 그래파이트층들을 OH-, COO- 및 CO 그룹으로 전환시키는 것이 개시되어 있다. 이들 그룹은, 반발로 인하여 입자들을 서로 분리시켜 유지하고 그리고 입자 응집 및 침전을 방지하는 나노플레이트렛 표면에서 충분한 정전기를 생성한다. 따라서, 물 또는 에틸렌 글리콜/수성 유체 혼합물에서 그래파이트 나노유체의 양호한 안정성이 달성될 수 있고 따라서 양호한 분산을 얻을 수 있다.
이는 또한 개질되지 않은 GnPs 를 가진 현탁액이 몇 시간내에 침전되는 것이 개시되어 있다. 양이온성 또는 음이온성 계면활성제들로 안정화된 현탁액에서는 안정성이 향상되는 것으로 나타나고; 하지만 이러한 현탁액의 열전도율은 물에 비교하여 유기 분자들의 매운 낮은 열전도율로 인해서 베이스 유체보다 낮다. 따라서, 유기 계면활성제들은 수성 현탁액들의 열전도율에 대한 열전도율에 해롭다. 따라서, 나노입자들의 분산을 안정화시키기 위해 비계면활성제의 접근법의 사용은 GnP 의 산화를 포함하여, 개개의 나노플레이트렛들에 대하여 GnPs 를 명확하게 분리시킨다.
마지막으로, GnPs 의 산화는 시험된 모든 등급에서 열전도율 향상을 감소시키는 것이 개시되어 있다. 다른 온도들에 대해서 계산된 나노유체 (hnf) 및 베이스 유체 (h0) 에 대한 열전달 계수 (hnf/h0) 의 비는, 에틸렌 글리콜/H2O 냉각제에서 그래픽틱 나노입자들의 개재로 층류 영역에 사용될 때 열전달 속도에 있어서 75 ~ 90 % 의 향상을 제공할 수 있음을 나타낸다. 난류 영역에서 열전달 계수는 베이스 유체에 비교하여 열전달에 있어서 30 ~ 40 % 향상을 나타낸다.
하지만, GnPs 의 산화 또는 기능화는 강산, 예를 들어 US 2014/0312263 에서와 같이 농축된 황산 및 질산의 혼합물을 사용하여 열전달 유체를 제조하기 위한 공정에서 추가적인 단계를 필요로 한다. 산업용 규모에서, 이러한 산화 반응은 관리하기 어려운 폐기물을 생성한다. 추가적으로, 이러한 열전달 유체는 매우 높은 성능에 도달하지 않는다. 예를 들어, 제강 산업에서, 열간 압연 공정의 냉각 공정 동안, 런아웃 테이블은 입구에서 약 800 ~ 950 ℃ 에서부터 출구에서 450 ~ 600 ℃ 까지 강 스트립을 냉각시킨다. 따라서, 일부 강 등급에 대해서, 높은 열전달계수를 가진 열전달 유체가 필요하다.
본 발명의 목적은 금속성 또는 비금속성 물품과 열전달 유체 사이의 열전달 방법을 용이하게 구현하는 것이고, 이 열전달 유체는 높은 열전달 계수를 나타낸다. 바람직하게는, 유체의 이러한 향상된 열전달 계수는 시간에 걸쳐 안정적이다.
이는 청구항 1 에 따른 금속성 또는 비금속성 물품과 열전달 유체 사이의 열전달 방법을 제공함으로써 달성된다. 본 방법은 또한 청구항 2 내지 청구항 23 의 어떠한 특징들을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다.
본원은 또한 청구항 24 에 따른 열전달 유체의 제조 방법을 포함한다.
본원은 또한 청구항 25 에 따른 열전달 유체를 포함한다.
본원을 설명하기 위해, 비한정적인 실시예들의 다양한 실시형태들 및 시험들이 설명될 것이다.
도 1 은 소수성 부분 및 친수성 부분을 가진 폴리비닐피롤리돈인 분산제를 도시한다.
도 2 는 본 발명에 따른 하나의 나노플레이트렛의 실시예를 도시한다.
도 3 은 본 발명에 따른 다층 나노플레이트렛들의 실시예를 도시한다.
도 4 는 본 발명에 따른 구형 나노입자의 실시예를 도시한다.
도 5 는 본 발명에 따른 타원형 나노입자의 실시예를 도시한다.
도 2 는 본 발명에 따른 하나의 나노플레이트렛의 실시예를 도시한다.
도 3 은 본 발명에 따른 다층 나노플레이트렛들의 실시예를 도시한다.
도 4 는 본 발명에 따른 구형 나노입자의 실시예를 도시한다.
도 5 는 본 발명에 따른 타원형 나노입자의 실시예를 도시한다.
이하의 용어들이 규정된다:
- 나노입자들 (소위 나노유체) 을 포함하는 열전달 유체는 적어도 하나의 치수가 100 nm 미만인 입자들을 함유하는 액체 현탁액을 의미하며,
- 층류는 약 2300 의 임계값 미만의 레이놀즈수 (Reynolds number) 를 가진 유동을 의미하며,
- 난류는 약 4000 의 임계값보다 큰 레이놀즈수를 가진 유동을 의미하고,
- 퍼콜레이션 (Percolation) 한계 농도는 나노입자들의 농도이고, 이 농도를 초과해서는 나노입자들이 긴 범위의 네트워크를 형성하도록 연결되어 있다. 열전달 적용에 대하여, 이러한 네트워크가 유체의 가장 고온 부분, 즉 열이 유동하기 시작하는 부분과 유체의 가장 저온 부분, 즉 열이 배출되는 부분을 연결하는 것이 적절하다. 즉, 퍼콜레이션 한계 농도 미만에서는 나노입자들이 연결되어 있지 않다. 퍼콜레이션 한계 농도가 얻어지면, 유체 매체보다 높은 열전도율을 가진 나노입자들로 형성된 네트워크는 열 운반체가 열 저항이 훨씬 적은 경로를 취할 수 있게 하여, 유체의 열전도율 및 그리하여 열전달 계수를 향상시키며,
- vol% 는 체적 백분율을 의미하고,
- wt% 는 중량 백분율을 의미하며,
- 그래파이트 나노플레이트렛들은 5 ~ 20 nm 근방의 두께를 가진 그래핀 시트들의 다층 시스템을 의미하고,
- 몇 층의 그래핀은 1 ~ 5 nm 의 두께를 가진 그래핀 시트들의 다층 시스템을 의미하며,
- 그래핀은, 육각형으로 배열되고 결합된 탄소 원자의 단일 원자 두께의 시트를 의미하며, 일반적으로 1 nm 미만의 두께를 나타낸다.
본원의 다른 특징 및 이점은 이하의 본원의 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다.
본원은 금속성 또는 비금속성 물품과, 유체 매체, 측방향 크기가 26 ~ 50 ㎛ 인 소수성 나노입자들 및 분산제를 포함하는 열전달 유체 사이의 열전달 방법에 관한 것으로, 중량으로 나노입자들의 농도/분산제의 농도 비는 3 ~ 18 이고, 나노입자들은 탄소 나노튜브들을 포함하지 않는다.
어떠한 이론에 구속되지 않으면서, 상기 비가 제어되고 퍼콜레이션 한계 농도에 도달하면, 본원에 따른 열전달 유체는 높은 열전도율 및 그로 인해 층류 및 난류에서 보다 높은 열전달 계수를 허용하는 것으로 보인다. 실제로, 분산제는 나노입자들의 침적 (deposition) 및 응집을 방지할 수 있다. 예를 들어, 분산제가 계면활성제인 경우에, 나노입자는 소수성 분자들의 코어 및 친수성 분자들의 쉘로 구성된 미셀 (micelle) 에 의해 포위될 것이다. 이러한 미셀 구조는 나노입자들을 유체내에 분산시키는 것을 가능하게 한다. 하지만 퍼콜레이션, 즉 나노입자들에 의해 형성된 긴 범위의 네트워크의 형성을 얻기 위해서는 나노입자들의 분산 정도가 제한되어야 한다. 예를 들어, 도 1 에서, 폴리비닐피롤리돈인 분산제는 소수성 부분 및 친수성 부분으로 설명되어 있다. 이러한 경우에, 나노 입자들은 이를 관통하는 미셀 구조와 상호작용하는 것으로 보인다. 나노입자들은 계면활성제 분자들로 포위되고, 이는 유체 내부에 분산될 수 있도록 한다.
본원에 따라서, 열전달 유체의 유동은 층류 또는 난류 영역에 있을 수 있다. 층류 영역에서, 열전달 계수는 열전도율에 비례한다. 반대로, 난류 영역에서, 열전달 계수는 점도와 같은 한 세트의 열-물리적 특성에 의존한다.
바람직하게는, 중량으로 나노입자들 농도/분산제 농도 비는 4 ~ 15, 유리하게는 4 ~ 8, 바람직하게는 4 ~ 6 이다. 이러한 바람직한 비는 응집/분산 사이의 보다 양호한 균형을 보장하여, 원하는 퍼콜레이션 한계를 얻을 수 있게 한다.
유리하게는, 분산제는 소수성 부분 및 친수성 부분으로 구성된다. 예를 들어, 소수성 부분은 탄소 체인으로 형성되고, 친수성 부분은 COO-, OH-, CO 또는 4 급 암모늄 양이온과 같은 산소기로 형성된다.
바람직한 실시형태에서, 분산제는 비표면 활성 중합체, 계면활성제 또는 이들의 혼합물일 수 있다. 계면활성제는 양이온, 음이온, 양성 또는 비이온성일 수 있다.
예를 들어, 분산제는 폴리비닐피롤리돈, 다당류, 술페이트 다당류, 직쇄 알킬벤젠 술폰산염, 리그닌 술폰산염, 디-알킬 술포숙신산염, 4 급 암모늄 화합물, 스테아르산 나트륨 또는 이들의 혼합물일 수 있다.
예를 들어, 나노입자는 구형, 타원형 또는 나노플레이트렛들일 수 있다.
도 1 은 본 발명의 열전달 유체에 사용될 수 있는 하나의 나노플레이트렛의 실시예를 도시한다. 이 실시예에서, 측방향 크기는 X 축을 통하여 나노플레이트렛의 최대 길이를 의미하고, 두께는 Z 축을 통하여 나노플레이트렛의 높이를 의미한다. 나노플레이트렛의 폭은 Y 축을 통하여 설명된다.
도 2 는 본 발명의 열전달 유체에 사용될 수 있는 다층 나노플레이트렛들의 실시예를 도시한다. 이 실시예에서, 측방향 크기는 X 축을 통하여 나노플레이트렛들의 최대 길이를 의미하고, 두께는 Z 축을 통하여 적층된 모든 나노플레이트렛들의 전체 높이를 의미한다. 나노플레이트렛의 폭은 Y 축을 통하여 설명된다.
도 3 은 본 발명의 열전달 유체에 사용될 수 있는 구형 나노입자의 실시예를 도시한다. 이 실시예에서, 측방향 크기는 나노입자의 직경을 의미하고, 두께는 나노입자의 높이를 의미한다.
도 4 는 본 발명의 열전달 유체에 사용될 수 있는 타원형 나노입자의 실시예를 도시한다. 이 실시예에서, 측방향 크기는 나노입자의 최대 길이를 의미하고, 두께는 나노입자의 높이를 의미한다.
나노입자의 측방향 크기와 두께는 주사 전자 현미경 (SEM), 투과 전자 현미경 (TEM) 및 원자력 현미경 (AFM) 으로 측정될 수 있다.
바람직한 실시형태에서, 열전달 유체는 다층 나노플레이트렛들인 나노입자들을 포함한다. 실제로, 어떠한 이론에 구속되지 않으면서, 나노플레이트렛들 형태 (morphology) 를 얻기 위해, 나노입자들은 층간의 상호작용, 즉 반데르 발스, 수소 결합, 기계적 결합, 할로겐 결합, pi 적층, 양이온/음이온-pi 결합, 인터칼레이션 (intercalation), 염 브리지들 및 극성-pi 가 약한 다층 구조를 가져야 하는 것으로 보인다. 나노플레이트렛들의 양호한 열전도율과 함께 이러한 약한 결합은 유체의 열전달 계수를 향상시킬 수 있는 가능성을 높여준다.
바람직하게는, 나노입자들은 그래파이트 나노플레이트렛들, 그래핀, 몇 층의 그래핀, TiO2, ZnO2, ZnO, 붕소-질화물, 구리, 실리카, 몬모릴로나이트, 제올라이트 클립노프틸로라이트 (clipnoptilolite), 규회석, 운모, 제올라이트 4A, Al2O3, 규산염, 경석 및 산화칼슘 중에서 선택된다.
유리하게는, 나노입자들의 두께는 1 ~ 99.99 nm, 바람직하게는 5 ~ 50 nm, 보다 바람직하게는 5 ~ 15 nm 이다.
바람직하게는, 나노입자들의 측방향 크기는 35 ~ 45 ㎛ 이다.
바람직하게는, 나노입자 농도는 0.01 wt% ~ 12 wt%, 유리하게는 2 ~ 8 wt%, 보다 바람직하게는 4 ~ 7 wt% 이다.
바람직하게는, 열전달 유체는 물, 에틸렌 글리콜, 에탄올, 오일, 메탄올, 실리콘, 프로필렌 글리콜, 알킬화 방향족, 액체 Ga, 액체 In, 액체 Sn, 포름산칼륨 및 이들의 혼합물로부터 선택된 유체 매체를 포함한다. 갈륨, 인듐 및 주석은 열전달 유체로서, 특히 금속성 물품의 냉각용으로 사용될 수 있다. 실제로, 갈륨의 용융점은 30 ℃ 이고, 인듐의 용융점은 157 ℃ 이며, 주석의 용융점은 232 ℃ 이다. 예를 들어, 이들은 중성자 소스들과 같은 컴퓨터 칩들 또는 실험실 장비들을 냉각시키는데 사용될 수 있다.
본원에 따라서, 열전달 방법은 금속성 또는 비금속성 물품과 열전달 유체 사이에 있다. 바람직하게는, 예를 들어 금속성 기재인 금속성 물품은, 알루미늄, 강, 스테인리스 강, 구리, 철, 구리 합금, 티타늄, 코발트, 금속 복합재, 니켈로 제조되고, 비금속성은 플라스틱으로 제조된다.
선행 기술에서, 유체 매체로서 물을 사용하는 열전달은 통상적으로 2 가지 상이한 모드들에 의해 실시될 수 있다. 제 1 모드는 "비접촉식 물" 이라고 하는데, 즉 물이 차가워지거나 뜨거워질 물체, 탈가스들 또는 유체들을 향하여 슛되지 않고 회로에 유지되는 것을 의미한다. 이러한 모드는, 특히 열교환기들을 통하여, 간접 냉각 또는 가열 시스템 또는 비접촉 냉각을 사용한다. 제 2 모드는 "접촉식 물" 이라고 하는데, 즉 물이 이 물과 직접 접촉하여 물체를 차갑게 히거나 가열시키는데 사용되는 것을 의미한다.
본원의 바람직한 일 실시형태에 따라서, 금속성인 물품은 열교환기이고, 열교환기 내부의 유체로 열전달이 실시된다.
특히, 제강 산업에서, 열교환기를 이용한 열전달은 코크스 오븐 가스 처리, 고로, 기본 산소로, 전기 아크로, 연속 주조, 열간 압연 작업, 냉간 압연 작업, 보일러, 어닐링 노 및 코팅, 산세 또는 소결 라인에서 실시될 수 있다. 이러한 공정에서 냉각은 처리 장비의 성능을 유지하는데 필요하다.
본원의 바람직한 일 실시형태에 따라서, 금속성인 물품은 금속성 기재이고, 열전달 유체는 이 물품과 직접 접촉한다. 이러한 경우에, 열전달은 제트 충돌 냉각, 풀 비등 (pool boiling), 스프레이 냉각 또는 마이크로 채널 냉각에 의해 실시될 수 있다.
예를 들어, 제강 산업에서, 접촉식 물 냉각에 의한 열전달은 :
- 연속 캐스터들의 스프레이 챔버들 및 런아웃 테이블상의 냉각 공정과 같은 열간 압연 공정에서,
- 코크스의 ??칭 및 가스 처리를 위한 코크스 오븐에서,
- 고로, 기본 산소로 및 전기 아크로에서 슬래그 ??칭 동안에 실시될 수 있다.
열전달 유체는 바람직하게는 이하의 단계들에 의해 제조된다 :
A. 본 발명에 따라서 나노입자들의 제공,
B. 유체 매체의 제공,
C. 퍼콜레이션을 달성하기 위해 나노입자 농도의 조절, 및
D. 유체 매체와 나노입자들의 혼합.
본 발명의 열전달 유체는 높은 열전달 계수 및 양호한 분산을 가진다.
본원은 단지 정보를 위해 실행된 시험들에서 설명될 것이다. 이들은 비한정적이다.
실시예들
실시예 1 : 층류
시험 1 ~ 6 은 측방향 크기가 2 ㎛, 7 ㎛ 및 40 ㎛ 이고 두께가 10 nm 인 나노그래파이트 다층을 물과 혼합하여 제조되었다. 시험 2 에서, 분산제로서 폴리비닐피롤리돈이 첨가된 반면, 시험 4 및 6 에 대해서 분산제로서 카라기난 (carrageenan) IOTA 이 첨가되었다.
각각의 시험에 대해서, DTC-25 열전도율 측정기를 사용하여 샘플들의 열전도율을 측정하였다. 열전도율 향상은 물의 전도율에 대하여 계산되었고, 물의 전도율은 실온, 즉 20 ℃에서 0.67 W/mK 이다. 시험 7 ~ 9 는 각각 특허출원 US 2014/0312263 에 따라 1 vol% GnP, 1 vol% GnP + 1 wt% SDS (sodium dodecyl sulfate) 및 1 vol% GnP + 1 wt% CTAB (cetyl trimethyl ammonium bromide) 을 함유하는 샘플들이다.
시험 7 ~ 9 의 나노입자 농도와 관련하여, 나노입자들의 표면적 및 두께는 농도를 중량으로 계산하도록 선택되었다. 미국특허출원에서 샘플들 C-750 등급 GnPs 는 표면적이 750 ㎡/g 이고 두께가 1 ~ 5 nm 이며 측방향 크기가 0.1 ~ 1 ㎛ 이다. 표면적은 나노플레이트렛의 그램당 전체 면적 (나노플레이트렛의 양측) 이다. 따라서, 나노플레이트렛의 밀도를 계산하기 위해, 표면적을 2 로 나눈 후에, 두께를 곱한다. 이러한 결과의 역 (inverse) 은 나노플레이트렛의 밀도이다. 그리하여, 1 vol% 에 해당하는 wt% 의 해당 한계는 다음과 같다 : 2.67 ~ 0.53 wt%.
층류에서, 열전달 향상은 열전도율의 향상과 유사하므로, 열전달 향상을 % 로 계산할 필요가 없다.
첫째로, 나노입자들 농도/분산제 농도 비가 7 인 시험 2 가 최고의 열전달 향상을 보임을 알 수 있다. 특히, 분산제가 없는 시험 1 보다 큰 열전달 향상을 가진다.
둘째로, 나노입자들 농도/분산제 농도 비가 본원의 범위를 벗어날 때, 즉 3 ~ 18 이 아니면 (시험 4, 6, 8 및 9), 열전달 향상은 분산제가 없는 시험 3, 5, 7 및 10 과 비교하여 감소한다.
실시예 3
물로 구성되는 시험 2, 4, 5 및 시험 10 의 냉각 성능은 모델링 소프트웨어 덕분에 계산되었다. 이 시험에서, 밀도가 7854 kg/㎥ 인 강 슬래브를 13 초 동안 층류에서 냉각시켰다. 길이는 5 미터이었고, 폭은 1 미터이었으며, 슬래브 두께는 10 ㎜ 이었다. 슬래브의 초기 온도는 968 ℃ 이었다.
이하의 표는 각각의 시험을 사용하여 냉각 속도를 나타낸다 :
시험 2 는 시험 4, 5 및 10 보다 높은 냉각 속도를 가진다.
Claims (25)
- 금속성 또는 비금속성 물품과 열전달 유체 사이의 열전달 방법으로서,
상기 열전달 유체는 유체 매체, 측방향 크기가 26 ~ 50 ㎛ 인 소수성 나노입자들 및 분산제를 포함하고,
중량으로 나노입자들 농도/분산제 농도 비는 3 ~ 18 이며,
상기 나노입자들은 탄소 나노튜브들을 포함하지 않는, 금속성 또는 비금속성 물품과 열전달 유체 사이의 열전달 방법. - 제 1 항에 있어서,
중량으로 상기 나노입자들의 농도/분산제 농도 비는 4 ~ 15, 4 ~ 8 또는 4 ~ 6 인, 금속성 또는 비금속성 물품과 열전달 유체 사이의 열전달 방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 분산제는 소수성 부분과 친수성 부분으로 구성되는, 금속성 또는 비금속성 물품과 열전달 유체 사이의 열전달 방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 분산제는 비표면 활성 중합체, 계면활성제 또는 이들의 혼합물인, 금속성 또는 비금속성 물품과 열전달 유체 사이의 열전달 방법. - 제 4 항에 있어서,
상기 계면활성제는 양이온, 음이온, 양성 또는 비이온성 계면활성제인, 금속성 또는 비금속성 물품과 열전달 유체 사이의 열전달 방법. - 제 4 항에 있어서,
상기 분산제는 폴리비닐피롤리돈, 다당류, 술페이트 다당류, 직쇄 알킬벤젠 술폰산염, 리그닌 술폰산염, 디-알킬 술포숙신산염, 4 급 암모늄 화합물, 스테아르산 나트륨 또는 이들의 혼합물에서 선택되는, 금속성 또는 비금속성 물품과 열전달 유체 사이의 열전달 방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 나노입자들은 다층 나노플레이트렛들인, 금속성 또는 비금속성 물품과 열전달 유체 사이의 열전달 방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 나노입자들은 그래파이트 나노플레이트렛들, 그래핀, 몇 층의 그래핀, TiO2, ZnO2, ZnO, 붕소-질화물, 구리, 실리카, 몬모릴로나이트, 제올라이트 클립노프틸로라이트, 규회석, 운모, 제올라이트 4A, Al2O3, 규산염, 경석 및 산화칼슘 중에서 선택되는, 금속성 또는 비금속성 물품과 열전달 유체 사이의 열전달 방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 나노입자들의 두께는 1 ~ 99.99 nm, 5 ~ 50 nm 또는 5 ~ 15 nm 인, 금속성 또는 비금속성 물품과 열전달 유체 사이의 열전달 방법. - 제 9 항에 있어서,
상기 나노입자들의 측방향 크기는 35 ~ 45 ㎛ 인, 금속성 또는 비금속성 물품과 열전달 유체 사이의 열전달 방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 나노입자들의 농도는 0.01 ~ 12 wt%, 2 ~ 8 wt%, 또는 4 ~ 7 wt% 인, 금속성 또는 비금속성 물품과 열전달 유체 사이의 열전달 방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 유체 매체는 물, 에틸렌 글리콜, 에탄올, 오일, 메탄올, 실리콘, 프로필렌 글리콜, 알킬화 방향족, 액체 Ga, 액체 In, 액체 Sn, 포름산칼륨 및 이들의 혼합물로부터 선택되는, 금속성 또는 비금속성 물품과 열전달 유체 사이의 열전달 방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 열전달 유체는 층류 또는 난류 영역 유동인, 금속성 또는 비금속성 물품과 열전달 유체 사이의 열전달 방법. - 제 1 항에 있어서,
금속성인 상기 물품은, 알루미늄, 강, 스테인리스 강, 구리, 철, 구리 합금, 티타늄, 코발트, 금속 복합재 또는 니켈로 제조되는, 금속성 또는 비금속성 물품과 열전달 유체 사이의 열전달 방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 금속성 물품은 열교환기이고, 상기 열교환기의 내부의 유체로 열전달이 실시되는, 금속성 또는 비금속성 물품과 열전달 유체 사이의 열전달 방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 금속성 물품은 금속성 기재이고, 상기 열전달 유체가 상기 금속성 기재와 직접 접촉하도록 열전달되는, 금속성 또는 비금속성 물품과 열전달 유체 사이의 열전달 방법. - 제 16 항에 있어서,
상기 금속성 기재와 상기 열전달 유체 사이의 접촉은 제트 충돌 냉각, 풀 비등 (pool boiling), 스프레이 냉각 또는 마이크로 채널 냉각에 의해 실시되는, 금속성 또는 비금속성 물품과 열전달 유체 사이의 열전달 방법. - 열전달 유체의 제조 방법으로서,
A. 제 1 항에 따른 나노입자들의 제공,
B. 유체 매체의 제공,
C. 퍼콜레이션을 달성하기 위해 상기 나노입자의 농도 조절, 및
D. 상기 유체 매체와 상기 나노입자들의 혼합을 포함하는, 열전달 유체의 제조 방법. - 제 1 항 내지 제 17 항 중 어느 한 항에 따른 열전달 방법에 사용되는, 제 18 항에 따른 방법에 의해서 획득가능한 열전달 유체.
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