Utraschall-Thema: "Ultraschallkavitation"

Die Ultraschallkavitation, auch akustische Kavitation, beschreibt die Erzeugung einer intensiven Kavitation mittels Leistungsultraschall. Bei hohen Leistungen werden niederfrequente Ultraschallwellen in die Flüssigkeit eingekoppelt, es kommt zu wechselnden Hochdruck-/Niederdruckzyklen. Bei diesen wechselnden Druckzyklen entstehen winzige Vakuumblasen oder Gasblasen. Nach der anfänglichen Bildung der Kavitationsblase beinhaltet die nachfolgende Kavitätendynamik das Wachstum und schließlich den Zusammenbruch der Vakuumblase. Die Hohlräume wachsen über mehrere Zyklen, bis sie einen Punkt erreichen, an dem die Vakuumblase nicht mehr Energie aufnehmen kann, so dass der Hohlraum heftig implodiert. Während des Blasenkollapses treten lokal extreme energiereiche Bedingungen auf. In diesen kavitativen „Hot Spots“, Temperaturen bis zu 5000K, Drücke bis zu 2000atm, entsprechend hohe Temperatur- und Druckdifferenzen sowie Flüssigkeitsstrahlen mit bis zu 120m/s.
Diese intensiven Kräfte werden für vielfältige Anwendungen wie Homogenisierung, Emulgierung von zwei oder mehr nicht mischbaren Phasen, Dispersion und Deagglomeration von (Nano-)Partikeln, Nassmahlung, Zelllyse, Extraktion, Auswaschung, sonochemische Reaktionen und vieles mehr genutzt.
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