Cavitación por ultrasonidos en líquidos

Las ondas ultrasónicas de los ultrasonidos de alta intensidad generan cavitación en los líquidos. La cavitación provoca efectos extremos a nivel local, tales como chorros de líquido de hasta 1000km/hr, presiones de hasta 2000atm y temperaturas de hasta 5000 grados Kelvin.

Fondo

Cuando los líquidos sonicando a intensidades altas, las ondas sonoras que se propagan en el resultado de líquido en los medios de comunicación alterna de alta presión (compresión) y de baja presión (rarefacción) ciclos, con tasas en función de la frecuencia. Durante el ciclo de baja presión, las ondas de ultrasonidos de alta intensidad de crear pequeñas burbujas de vacío o de huecos en el líquido. Cuando las burbujas de alcanzar un volumen en el que ya no pueden absorber la energía, se colapsan violentamente durante un ciclo de alta presión. Este fenómeno se denomina cavitación. Durante la implosión de temperaturas muy elevadas (aprox. 5.000 K) y presiones (aprox. 2.000 atm) se alcanzan a nivel local. La implosión de la burbuja de cavitación también los resultados en forma de chorros de líquido de hasta 280m / s de velocidad.

Video

El video (descargar, 1.69Mb, MPEG1-Codec) a la izquierda muestra un sonotrodo en un tubo de vidrio, que se llena con agua. La gran amplitud generadas por el UIP2000 procesador de ultrasonidos induce burbujas de cavitación. La luz roja de la parte inferior del tubo hace que las burbujas de vacío visibles. El diámetro del tubo es de aproximadamente 150 mm. El programa de instalación dentro de un vaso de flujo es comparable a la que en el vídeo. La penetración del líquido por la cavitación es muy visible. Para descargar el video, por favor haga clic en la foto a la derecha.

Solicitud

Los efectos pueden ser utilizados en los líquidos para muchos procesos, por ejemplo, para la mezcla y mezcla, desaglomeración, molienda y la desintegración de la célula. En particular, el alto cizallamiento de los aviones de líquido provoca fisuras en las superficies de las partículas y entre las colisiones de partículas.

Literatura

Suslick, KS (1998): Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology, 4th ed. J. Wiley & Sons: New York, 1998, vol. 26, 517-541.

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Hielscher Ultrasonics GmbH