Refrigerantes y aditivos para agua láser

Los láseres de CO2 de tubo de vidrio refrigerados por agua dependen de un sistema de enfriamiento limpio y estable. El fluido refrigerante principal y cualquier producto químico agregado pueden afectar el rendimiento de enfriamiento, la conductividad eléctrica, el crecimiento biológico, la corrosión y la confiabilidad del tubo láser a largo plazo.

Esta guía explica las opciones comunes de refrigerante y aditivos para los sistemas láser refrigerados por agua, incluyendo agua destilada, agua del grifo, agua desionizada, refrigerantes de ingeniería, anticongelantes, algicidas, biocidas, detergentes y surfactantes.

1. Descripción general de los refrigerantes de agua láser

La selección de fluidos refrigerantes para láseres de CO2 refrigerados por agua a menudo se debate porque diferentes usuarios, máquinas, entornos y hábitos de mantenimiento pueden conducir a diferentes resultados. Sin embargo, muchos usuarios experimentados de láser están de acuerdo en que el punto de partida más seguro es el agua limpia y libre de impurezas con aditivos muy limitados cuando sea necesario.

Una buena solución de refrigerante debe soportar la transferencia de calor, mantener el sistema limpio, evitar el crecimiento biológico, mantener una baja conductividad y reducir el riesgo de comportamiento eléctrico no deseado dentro o alrededor del sistema de enfriamiento del tubo láser.

2. resistividad y conductividad

La conductividad es una preocupación importante en los sistemas de láser de CO2 de tubo de vidrio refrigerado por agua. Si el fluido de refrigeración se vuelve demasiado conductor eléctricamente, el sistema de refrigeración puede llegar a ser más vulnerable a los efectos eléctricos no deseados de la excitación de CC de alta tensión utilizada en el tubo láser.

La resistencia eléctrica mide lo difícil que es para la corriente pasar a través de un conductor. La conductancia eléctrica es lo contrario: mide cuán fácilmente puede pasar la corriente. La resistencia se mide en ohmios, mientras que la conductancia se mide en Siemens.

Para muchos materiales y condiciones, el voltaje y la corriente son directamente proporcionales, lo que significa que la resistencia y la conductancia permanecen relativamente constantes. Esta relación se conoce como la ley de Ohm.

3. Contaminación del fluido de refrigeración

La contaminación puede provenir del sistema de enfriamiento, el fluido, los aditivos o el crecimiento biológico que se desarrolla con el tiempo. Los materiales extraños, organismos y residuos químicos pueden reducir el rendimiento de enfriamiento, crear acumulación o aumentar los problemas de mantenimiento.

Mantener limpio el refrigerante es esencial. El sistema debe permanecer libre de partículas, algas, limo, incrustaciones y contaminación química tanto como sea posible.

4. fluidos de refrigeración comunes

El ingrediente principal en un sistema láser refrigerado por agua generalmente debe ser agua limpia. El tipo de agua es importante porque el contenido mineral, los iones y los contaminantes pueden afectar la conductividad, la corrosión, la incrustación y el rendimiento de enfriamiento.

4,1 Agua destilada

El agua destilada se produce al hervir el agua en vapor y condensarla de nuevo en líquido en un recipiente separado. Muchas impurezas permanecen durante este proceso, por lo que el agua final está efectivamente libre de la mayoría de los minerales y contaminantes.

El agua destilada tiene una baja conductividad y es un refrigerante probado y comúnmente recomendado para tubos láser refrigerados por agua.

4,2 Agua del grifo

El agua del grifo puede variar mucho dependiendo de la química del agua local. El cloruro puede ser corrosivo, y el calcio o el magnesio pueden formar incrustaciones en las superficies metálicas, lo que reduce el rendimiento térmico.

El agua del grifo también puede tener una conductividad mucho más alta que el agua destilada. Por estas razones, el agua del grifo generalmente no debe usarse en un circuito de enfriamiento por láser.

4,3 Agua desionizada

El agua desionizada tiene una concentración muy baja de iones. Esto puede ayudar a reducir los depósitos de minerales y reducir el riesgo de arco eléctrico causado por el refrigerante conductor.

Sin embargo, el agua desionizada puede ser inusualmente corrosiva porque tiende a disolver las sustancias con las que entra en contacto. Si se usa agua DI, todos los materiales del circuito de enfriamiento deben ser resistentes a la corrosión y compatibles con el agua DI.

4,4 Refrigerantes de ingeniería de rendimiento

Algunos refrigerantes de alto rendimiento están diseñados para sistemas de refrigeración por agua de PC. Pueden reclamar baja conductividad, baja toxicidad, buen rendimiento térmico e inhibidores biológicos o de corrosión. Sin embargo, los productos de enfriamiento de PC no están necesariamente diseñados para el entorno de alto voltaje de los tubos láser de CO2.

Estos fluidos pueden ser prometedores en algunos casos, pero los usuarios deben revisar la conductividad, la compatibilidad química, la seguridad de los tubos y la orientación del fabricante antes de usarlos en un sistema de enfriamiento por láser.

5. refrigerante adictivo

Se pueden usar aditivos para prevenir la congelación, limitar el crecimiento biológico o mejorar el comportamiento del refrigerante. Sin embargo, cada aditivo cambia la química del refrigerante y puede crear efectos secundarios, incluyendo una mayor conductividad, contaminación, degradación de componentes o fallas de la máquina.

5,1 Anticongelante

El anticongelante se discute comúnmente para los sistemas de enfriamiento por láser, pero generalmente debe ser un último recurso. Cuando sea posible, es mejor mantener la temperatura del refrigerante por encima del punto de congelación controlando el entorno o utilizando soluciones de calentamiento adecuadas.

5.1.1 Anticongelante Automotriz

El anticongelante para automóviles basado en etilenglicol puede tener una alta conductividad y puede contaminar o degradar partes del sistema de enfriamiento por láser. También se formula para los sistemas de enfriamiento del vehículo, no los lazos de enfriamiento del tubo del laser.

Por estas razones, no se recomienda el anticongelante automotriz para sistemas de láser de CO2 de tubo de vidrio refrigerados por agua.

5.1.2 anticongelante RV

El anticongelante RV basado en propilenglicol puede ser una posible opción no tóxica para la protección contra la congelación cuando no es posible una solución mejor. Sin embargo, puede promover el crecimiento de algas, por lo que también puede ser necesario un algicida apropiado.

La conductividad puede variar según el producto. Algunos productos anticongelantes RV pueden exceder los niveles de conductividad aceptables, por lo que los usuarios deben verificar la idoneidad antes de su uso.

5,2 Algicidas y biocidas

Los aditivos pueden ser necesarios para prevenir las algas y otros crecimientos orgánicos en el sistema de enfriamiento. Si el crecimiento orgánico no se controla, puede causar problemas de flujo, contaminación y problemas de mantenimiento.

5.2.1 Control de algas Tetra

Tetra Algae Control se usa comúnmente para ayudar a reducir el crecimiento de algas y tiene un efecto mínimo en la conductividad general del refrigerante cuando se usa en cantidades muy pequeñas.

5.2.2 Lejía Clorox

Las pruebas a las que se hace referencia en el contenido de la fuente sugieren que una cantidad muy pequeña de lejía Clorox en un volumen de agua más grande puede inhibir el crecimiento de bacterias y algas mientras mantiene la conductividad dentro de un rango inferior. Los usuarios aún deben tener cuidado porque la lejía es un aditivo químico y las cantidades inadecuadas pueden causar problemas.

5,3 Detergentes y Tensioactivos

Se pueden considerar detergentes y tensioactivos para mejorar el acondicionamiento y flujo del refrigerante. Sin embargo, no todos los tensioactivos son adecuados para sistemas de refrigeración láser.

5.3.1 Líquido para lavar platos Dawn

Original-fuerza Dawn líquido para lavar platos se ha utilizado en cantidades muy pequeñas como un detergente y surfactante. Según el contenido de la fuente, parece tener poco efecto sobre la conductividad a concentraciones razonables.

5.3.2 Tiempo del agua

WaterWetter y los aditivos de enfriamiento automotrices similares están diseñados para sistemas de enfriamiento de motores, no para sistemas de enfriamiento por láser. Las pruebas citadas en el contenido de la fuente mostraron que WaterWetter puede aumentar significativamente la conductividad del agua, haciendo que el refrigerante no sea adecuado para el enfriamiento del tubo láser.

6. Mezcla de refrigerante sugerida

El artículo fuente proporciona una mezcla probada para un tubo sin llenar y un depósito de 5 galones. Se basa en agua destilada con cantidades muy pequeñas de alga y líquido para lavar platos.

7. Conclusión

Para los láseres de CO2 de tubo de vidrio refrigerados por agua, el agua destilada es generalmente el mejor refrigerante base porque es limpio, bajo en impurezas y bajo en conductividad. El agua del grifo no se recomienda porque puede contener minerales, cloruro y otros contaminantes que pueden aumentar la conductividad o crear incrustaciones.

Los aditivos deben usarse solo cuando sea necesario. No se recomiendan los aditivos de estilo WaterWetter y anticongelantes automotrices porque pueden hacer que el refrigerante sea demasiado conductor o inadecuado para los sistemas de enfriamiento por láser. Si se necesita control de algas, protección contra la congelación o soporte tensioactivo, elija cuidadosamente y mantenga la mezcla lo más simple posible.