Ferrofluid als Kühlflüssigkeit

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PhilSe

Guest
Ferrofluid als Kühlflüssigkeit

Hey Community,

wäre es möglich ne Wasserkühlung mit Ferrofluid zu befüllen und würde dies etwas bringen?
Die Flüssigkeit besteht ja aus Öl und magnetischen nanopartikeln (Eisen,Magnetit oder Cobalt).
Wäre es nun möglich die Aufnahmefläche des Wassern durch z.B. die Eisenpartikel zu vergrößern sodass die Flüssigkeit mehr Wärme aufnehmen kann?
Die Flüssigkeit ist leider sehr teuer (ca. 1000€/1L).
Vllt. ne neue Möglichkeit Kompaktwasserkühlungen mit nem Teil von dem Zeugs zu füllen.

MfG PhilSe
 
Schade, wie eben schon geschrieben dachte ich eben, durch die Flächenvergrößerung wäre das machbar....
Und wenn das beim Superleggera enthalten war, war der Preis wirklich nicht zu rechtgertigen gegenüber der Kühleistung....
Allerdings könnte der vllt. als Semi-Passiv oder Passiv seine Trümpfe ausspielen....Gibt es dazu Tests?

EDIT:

Ok, auch Semi Passiv reisst er es nicht wirklich...
 
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ich hab das Zeug gestern bei Galilieo gesehen, da hieß es, ein Liter kostet ca. 3000 € :ugly: Über Kühleigenschaften haben die allerdings nichts erzählt. :D
 
AW: Ferrofluid als Kühlflüssigkeit

Die Aufnahmefläche für Wärme vergrößert sich nicht durch Partikel im fließenden Medium, sondern allenfalls seine Wärmeleitfähigkeit. Die Wärmeleitfähigkeit des Trägermediums ist aber für den Betrieb einer Wakü nicht sonderlich relevant. Sie spielt nur bei sehr langsam fließendem Medium einen maßgebliche Rolle für den Wärmeübergang, und wird mit zunehmender Fließgeschwindigkeit insbesondere nach Überschreiten des laminar-turbulent Übergangs immer weniger relevant. Bei dem Bereich in dem sie bezüglich des Wärmeübergangs noch ausschlaggebend ist, sprechen wir hier aber über Fließgeschwindigkeiten die in den meisten Waküs selbst mit den schwächsten Pumpen am Markt bereits locker überschritten werden. Bei Strömungsgeschwindigkeiten, wie sie in einer üblichen Wakü vorkommen, ist die Wärmeleitfähigkeit des Mediums bereits kaum noch relevant bzw. nahezu vernachlässigbar. Für die Kühlleistung schlägt die spezifische Wärmekapazität des Kühlmediums viel stärker zu Buche und hier sind weder Öle noch Metalle aller Art sonderlich nennenswert. Wasser hat hingegen eine der höchste Wärmekapazitäten unter den Flüssigkeiten mit geeigneten Eigenschaften - aber auch allgemein.
Wenn du die Aufnahme bzw. Übertragungsfläche vergrößern willst, musst du die Kühlstruktur verfeinern und für den Wärmeübergang die Strömungsgeschwindigigkeit erhöhen. Wobei Letzteres mit zunehmender Geschwindigkeit (und damit Re-Zahl) immer weniger bringt, während der Energieeinsatz für die Pumpe immer stärker steigt (und dieser muss ebenfalls abgeführt werden - von der Lautstärkeentwicklung mal ganz abgesehen). Beide Stellschrauben sind für die Randbedingungen einer PC-Wakü bereits ziemlich ausgereizt. Eine Vergrößerung der Radiatorfläche bringt temperaturmäßig in den meisten Fällen wesentlich mehr, aber hier ist nicht der Wärmeübergang vom Wasser zum Radiator, sondern der vom Radiator zur Luft entscheidend. Allerdings setzt sich ähnlich wie bei der Strömungsgeschwindigkeit im Kühler eine Vergrößerung der Radiatorfläche nicht proportional in ein geringeres Delta T um, sondern ungefähr mit dem Kehrwert des Flächenquadrats. Auch hier läuft man also gegen einen Grenzwert (theoretisch Delta T = 0, also i. d. R. Raumtemperatur) der aber auch von der Radiatorbauart eingeschränkt wird. Querstromradiatoren wie sie für Waküs ausschließlich zum Einsatz kommen, können prinzipiell auch bei unendlicher Fläche kein Delta-T = 0 erreichen. Es macht aber auch unabhängig von der Bauart keinen Sinn die Radifläche übermäßig aufzublasen. Mit einer gut dimensionierten Wakü holt man unter den gegebenen Randbedingungen bereit einiges raus. Eine Wakü ist und bleibt nun mal eine thermodynamisch passive Kühlung, deren theoretisches absolutes Limit die Temperatur der Luft ist, mit der letztendlich auch bei dieser Methode gekühlt wird ;).

Was das Thema Ferrofluide allgemein angeht: Als Kühlmedium sind sie uninteressant. Hier interessieren vor allem die durch Magnetfelder beeinflussbaren rheologischen und tribologischen Eigenschaften (z.B. in Fluidlagern). Als einstellbare Dämpferflüssigkeit sind Ferrofluide z. B. ebenfalls nutzbar. Auch zum blockieren von Strömungen ohne Eingriff in die Rohrleitung wären sie evtl. geeignet, aber schon aus preislichen Gründen, werden solche Effekte nur in sog. High-Tech oder in Massen-Produkten mit sehr geringen Fluidmengen verwendet. Zwar macht man sich in manchen Anwendungen auch die bessere Wärmeleitung von Ferrofluiden zu nutze (z.B. gegenüber Luft), aber als Wärmeträger, wie man ihn für eine Wakü benötigt sind sie aus o. g. Gründen kein Thema und auch keine sinnvolle Option.
 
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Anmerkung zum Superleggra: Der nutzte keine Ferrofluide, sondern eine flüssige Metalllegierung - vergleiche Liquid Pro oder Gallistan. (besser als Wasser ist sowas ebenfalls nicht/kaum geeignet. Im Gegensatz zu in Öl suspendiertem Eisen dürfte die Wärmekapazität pro Volumen zwar größer sein, aber Wasser schlägt sie nicht, der Preis ist sehr hoch, dass Korrosionspotential nicht unerheblich und das Gewicht wäre in einem Kreislauf aus typischen Komponenten auch nicht ganz zu unterschätzen)
 
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