Ultrazvukové kavitace v kapalinách
Ultrazvukové vlny vysoké intenzity ultrazvuku vygenerovat kavitace v kapalinách. Kavitace způsobuje extrémní účinky lokálně, jako jsou kapalné proudy až do 1000 km / hod, tlaku až do 2000atm a teplotách až 5000 Kelvinů.
O ultrazvukové kavitaci
Při působení zvukové energie kapaliny na vysoké intenzity, zvukové vlny, které šíří do kapalných médií za následek střídavé vysokotlaké (kompresního) a nízkotlaké (zředění) cyklů, přičemž sazby v závislosti na frekvenci. V nízkotlaké cyklu, high-intenzity ultrazvukových vln vytvoří malé vakuové bubliny nebo dutiny v kapalině. Když se bubliny dosáhnout objemu, na který se již nemůže absorbovat energii, se náhle zhroutí během vysokotlaké cyklu. Tento jev se nazývá kavitace. Během zhroucení velmi vysoké teploty (cca. 5,000K) a tlaku (cca. 2,000atm) je dosaženo lokálně. Imploze kavitace bubliny také za následek proudů kapaliny až do 280 m / s rychlost.
Akustická kavitace (generovaná výkonovým ultrazvukem) vytváří lokálně extrémní podmínky, tzv. Sonomechanické a sonochemické účinky. Vzhledem k těmto účinkům, sonikace podporuje chemické reakce vedoucí k vyšším výnosům, vyšší rychlost reakce, nové cesty, a lepší celkovou účinnost.
Ultrazvuková kavitace na kascatrodové sondě ultrasonicator UIP1000hdT (1000 wattů, 20kHz) ve skleněném reaktoru.
Video akustické kavitace
Kavitační aplikace
Účinky mohou být použity v kapalinách pro mnoho procesů, např. pro míchání a směšování, rozdružování, frézování a buněk dezintegrace, Zejména vysoké smykové z proudů kapaliny způsobuje trhliny na povrchu částic a srážek mezi částicemi.
Vysokorychlostní sekvence (od a do f) rámů ilustrujících sonomechanickou exfoliaci grafitové vločky ve vodě pomocí UP200S, 200W ultrasonicator s 3-mm sonotrodou. Šipky ukazují místo štěpení (exfoliace) s kavitačními bublinami pronikajícími do štěpení.
© Tyurnina et al. 2020 (CC BY-NC-ND 4.0 https://creativecommons.org/licenses).
Kontaktujte nás! / Zeptej se nás!
Níže uvedená tabulka vám dává informaci o přibližné zpracovatelské kapacity našich ultrasonicators:
| Hromadná dávka | průtok | Doporučené Devices |
|---|---|---|
| 1 až 500 ml | 10 až 200 ml / min | UP100H |
| 10 až 2000ml | 20 až 400 ml / min | Uf200 ः t, UP400St |
| 00,1 až 20L | 00,2 až 4 litry / min | UIP2000hdT |
| 10 až 100L | 2 až 10 l / min | UIP4000hdT |
| na | 10 až 100L / min | UIP16000 |
| na | větší | hrozen UIP16000 |
Hielscher Ultrazvuk vyrábí vysoce výkonné ultrazvukové homogenizátory pro míchání aplikací, disperze, emulgaci a extrakce v laboratoři, pilotním a průmyslovém měřítku.
Literatura / Reference
- Suslick, K.S. (1998): Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology; 4th Ed. J. Wiley & Sons: New York, 1998, vol. 26, 517-541.
- Aharon Gedanken (2003): Sonochemistry and its application to nanochemistry. Current Science Vol. 85, No. 12 (25 December 2003), pp. 1720-1722.
- Suslick, Kenneth S.; Hyeon, Taeghwan; Fang, Mingming; Cichowlas, Andrzej A. (1995): Sonochemical synthesis of nanostructured catalysts. Materials Science and Engineering: A. Proceedings of the Symposium on Engineering of Nanostructured Materials. ScienceDirect 204 (1–2): 186–192.
- Brad W. Zeiger; Kenneth S. Suslick (2011): Sonofragmentation of Molecular Crystals. J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 37, 14530–14533.
Hielscher Ultrasonics vyrábí vysoce výkonné ultrazvukové homogenizátory od Laboratoř na průmyslové velikosti.