Акустична срещу хидродинамична кавитация за смесителни приложения
Кавитация за смесване и смесване: Има ли разлика между акустична и хидродинамична кавитация? И защо една кавитационна технология може да е по-добра за вашия процес?
Акустична кавитация – Известна още като ултразвукова кавитация – и хидродинамичната кавитация са форми на кавитация, която е процес на растеж и колапс на вакуумни кухини в течност. Акустичната кавитация възниква, когато течността е подложена на ултразвукови вълни с висок интензитет, докато хидродинамичната кавитация възниква, когато течността преминава през стеснение или около препятствие (напр. дюза на Вентури), което води до спад на налягането и образуване на парни кухини.
Кавитационните сили на срязване се използват за хомогенизиране, смесване, диспергиране, емулгиране, разрушаване на клетките, както и за иницииране и засилване на химични реакции.
Ултразвукова кавитация на каскатроздната сонда на ултразвуковия уред UIP1000hdT (1000 вата, 20kHz) в стъклен реактор.
Научете тук какви разлики съществуват между акустичната и хидродинамичната кавитация и защо може да искате да изберете ултразвуков уред тип сонда за вашия процес, задвижван от кавитация:
Предимства на акустичната кавитация пред хидродинамичната кавитация
- По-ефективна: Акустичната кавитация обикновено е по-ефективна при производството на вакуумни кухини, тъй като енергията, необходима за производство на кавитация, обикновено е по-ниска, отколкото при хидродинамична кавитация. Следователно кавитаторите и кавитационните реактори на базата на ултразвук са по-енергийно ефективни и икономични. Ултразвукът е най-енергийно ефективният метод за получаване на кавитация. Акустичната? ултразвуковата кавитация, генерирана от ултразвукови сонди, предотвратява създаването на ненужно триене. Ултразвуковата сонда осцилира перпендикулярно, предотвратявайки генерирането на ненужно, губещо енергия триене. За разлика от акустичната кавитация, хидродинамичната кавитация използва ротор-статор или дюзи за генериране на кавитация. И двете техники – ротор-статори и дюзи – причиняват триене, тъй като двигателят трябва да задвижва големи механични части. Ако проучванията твърдят енергийна ефективност на хидродинамичните кавитации, те вземат предвид само номиналната мощност на съответната технология и пренебрегват действителната консумация на енергия. Тези изследвания обикновено не вземат предвид загубата на енергия на триене, която е добре известен и нежелан ефект от технологиите за хидродинамична кавитация.
- По-голям контрол: Акустичната кавитация може да бъде по-лесно контролирана и регулирана, тъй като интензитетът на ултразвуковите вълни може да бъде прецизно регулиран, за да се получи желаното ниво на кавитация. За разлика от това, хидродинамичната кавитация е по-трудна за контролиране, тъй като зависи от характеристиките на потока на течността и геометрията на стеснението или препятствието. Освен това дюзите са склонни към запушване, което води до прекъсване на процеса и трудоемко почистване.
- Може да се справи с почти всички материали: Докато дюзата на Вентури и други хидродинамични реактори имат трудности при боравене с твърди частици и особено абразивни материали, ултразвуковите кавитатори могат надеждно да обработват почти всякакъв вид материал. Ултразвуковите кавитационни реактори могат хомогенизират дори високи твърди натоварвания, абразивни частици и влакнести материали, без да се запушват.
- По-голяма стабилност: Акустичната кавитация обикновено е по-стабилна от хидродинамичната кавитация, тъй като кухините на парите, произведени от акустична кавитация, са склонни да бъдат по-равномерно разпределени в течността. За разлика от това, хидродинамичната кавитация може да доведе до парни кухини, които са силно локализирани и могат да доведат до неравномерни или нестабилни модели на потока.
- По-голяма гъвкавост: Акустичната? ултразвуковата кавитация може да се използва в широк спектър от приложения, включително хомогенизация, смесване, диспергиране, емулгиране, екстракция, лизис и клетъчно разпадане, както и за сонохимия. За разлика от това, хидродинамичната кавитация е предназначена предимно за контрол на потока и приложения за механика на флуидите.
Като цяло акустичната кавитация предлага по-голям контрол, ефективност, стабилност и гъвкавост в сравнение с хидродинамичната кавитация, което я прави много полезна техника за множество индустриални приложения.
Ултразвукови кавитационни реактори
Hielscher Ultrasonics ви предлага разнообразие от индустриални ултразвукови сонди и кавитационни реактори. Всички ултразвукови апарати и кавитационни реактори на Hielscher са проектирани за приложения с висока интензивност и работа 24/7 при пълно натоварване.
Проектиране, производство и консултиране – Качество, произведено в Германия
Ултразвуковите кавитатори Hielscher са добре известни със своите най-високи стандарти за качество и дизайн. Здравината и лесната работа позволяват безпроблемното интегриране на нашите ултразвукови кавитатори в промишлени съоръжения. Суровите условия и взискателната среда се справят лесно с ултразвуковите кавитатори на Hielscher.
Hielscher Ultrasonics е сертифицирана по ISO компания и поставя специален акцент върху високопроизводителните ултразвукови уреди, отличаващи се с най-съвременна технология и удобство за потребителя. Разбира се, ултразвуковите апарати на Hielscher са съвместими с CE и отговарят на изискванията на UL, CSA и RoHs.
Защо Hielscher Ultrasonics?
- висока ефективност
- Най-съвременна технология
- надеждност & Стабилност
- партида & Вградени
- за всякакъв обем – от малки флакони до камиони на час
- научно доказано
- Интелигентен софтуер
- интелигентни функции (напр. протоколиране на данни)
- CIP (почистване на място)
- Лесна и безопасна работа
- лесен монтаж, ниска поддръжка
- икономически изгодни (по-малко работна сила, време за обработка, енергия)
Ако се интересувате от техника на ултразвукова кавитация, процеси и готови за работа ултразвукови кавитаторни системи, моля, свържете се с нас. Нашият дългогодишен опитен персонал ще се радва да обсъди вашата кандидатура с вас!
Таблицата по-долу ви дава представа за приблизителния капацитет на обработка на нашите ултразвукови апарати:
| Обем на партидата | Дебит | Препоръчителни устройства |
|---|---|---|
| 1 до 500 мл | 10 до 200 мл/мин | UP100H |
| 10 до 2000 мл | 20 до 400 мл/мин | UP200Ht, UP400St |
| 0.1 до 20L | 0.2 до 4 л/мин | UIP2000hdT |
| 10 до 100L | 2 до 10 л/мин | UIP4000hdT |
| 15 до 150L | 3 до 15 л/мин | UIP6000hdT |
| Н.А. | 10 до 100 л/мин | UIP16000 |
| Н.А. | Голям | Клъстер от UIP16000 |
Свържете се с нас!? Попитайте ни!
Hielscher Ultrasonics произвежда високоефективни ултразвукови хомогенизатори за смесване, дисперсия, емулгиране и екстракция в лабораторен, пилотен и индустриален мащаб.
Литература? Препратки
- Suslick, K.S. (1998): Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology; 4th Ed. J. Wiley & Sons: New York, 1998, vol. 26, 517-541.
- Braeutigam, Patrick (2015): Degradation of Organic Micropollutants by Hydrodynamic and/or Acoustic Cavitation. In: Handbook of Ultrasonics and Sonochemistry. Springer 2015.
- Abhinav Priyadarshi, Mohammad Khavari, Tungky Subroto, Marcello Conte, Paul Prentice, Koulis Pericleous, Dmitry Eskin, John Durodola, Iakovos Tzanakis (2021): On the governing fragmentation mechanism of primary intermetallics by induced cavitation. Ultrasonics Sonochemistry, Volume 70, 2021.
- Mottyll, S.; Skoda, R. (2015): Numerical 3D flow simulation of attached cavitation structures at ultrasonic horn tips and statistical evaluation of flow aggressiveness via load collectives. Journal of Physics: Conference Series, Volume 656, 9th International Symposium on Cavitation (CAV2015) 6–10 December 2015, Lausanne, Switzerland.
Hielscher Ultrasonics произвежда високоефективни ултразвукови хомогенизатори от лаборатория да индустриален размер.