Hielscher Ultralydsteknologi

Ultralyd Cavitation i Væsker

Ultralydbølger af højintensiv ultralyd genererer kavitation i væsker. Kavitation forårsager ekstreme virkninger lokalt, såsom flydende stråler på op til 1000 km / h, tryk på op til 2000atm og temperaturer på op til 5000 Kelvin.

Baggrund

Ultralydbølger af højintensiv ultralyd genererer kavitation i væsker.Når sonikering væsker ved høje intensiteter, lydbølger, der udbreder sig i det flydende medie resultere i alternerende høj-tryk (kompression) og lavt tryk (fortyndingscyklussen) cykler med rater, afhængigt af frekvensen. Under lavtryks-cyklus, høj intensitet ultrasoniske bølger skabe små vakuum bobler eller hulrum i væsken. Når boblerne nå et volumen, hvor de ikke længere kan absorbere energi, de kollapse voldsomt under en højtryks-cyklus. Dette fænomen betegnes kavitation. Under implosion meget høje temperaturer (ca.. 5,000K) og tryk (ca.. 2,000atm) nås lokalt. Implosion af kavitation boble resulterer også i væskestråler på op til 280m / s hastighed.

video

Kavitation induceret af UIP2000hd Videoen (Hent, 1,69 MB, MPEG1-Codec) til venstre viser en sonotrode i et glasrør, der er fyldt med vand. Den høje amplitude, der genereres af UIP2000hd ultralydsprocessor inducerer kavitationsbobler. Rødt lys fra bunden af ​​røret gør vakuumboblerne synlige. Rørets aktuelle diameter er ca. 150 mm. Opsætningen inde i et flowskib er sammenlignelig med det i videoen. Gennemtrængningen af ​​væsken ved kavitation er meget synlig. For at downloade videoen skal du klikke på billedet til højre.

Denne video viser ultralyd / akustisk kavitation i vand - genereret af Hielscher UIP1000. Ultralydkavitation bruges til mange flydende applikationer.

Ultralydkavitation i væsker ved hjælp af UIP1000

Ansøgning

Virkningerne kan anvendes i væsker til mange processer, fx til blanding og blanding, deagglomerering, fræsning og celle desintegration. Navnlig forårsager væskestrålernes høje forskydning sprængning på partikeloverflader og interpartikelkollisioner.

Litteratur


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