Τεχνολογία Υπερήχων Hielscher

Υπερήχων σπηλαίωση σε υγρά

Υπερηχητικά κύματα υψηλής έντασης υπερήχων παράγουν σπηλαίωση σε υγρά. Σπηλαίωση προκαλεί ακραία αποτελέσματα σε τοπικό επίπεδο, όπως υγρή πίδακες έως 1000 χιλιομέτρων / ώρα, πιέσεις έως 2000atm και θερμοκρασίες έως 5000 Kelvin.

Ιστορικό

Υπερηχητικά κύματα υψηλής έντασης υπερήχων παράγουν σπηλαίωση σε υγρά.Όταν sonicating υγρά σε υψηλές εντάσεις, τα ηχητικά κύματα που διαδίδουν στο υγρό μέσο να οδηγήσει σε εναλλασσόμενο υψηλής πίεσης (συμπίεση) και χαμηλής πίεσης (αραίωση) κύκλοι, με ποσοστά ανάλογα με τη συχνότητα. Κατά τη διάρκεια του κύκλου χαμηλής πίεσης, υψηλής έντασης κύματα υπερήχων δημιουργήσει μικρές φυσαλίδες κενού ή κενά στο υγρό. Όταν οι φυσαλίδες επίτευξη ενός όγκου κατά την οποία δεν μπορούν πλέον να απορροφήσουν την ενέργεια, που κατάρρευση βίαια κατά τη διάρκεια ενός κύκλου υψηλής πίεσης. Αυτό το φαινόμενο ονομάζεται σπηλαίωσης. Κατά την κατάρρευση πολύ υψηλές θερμοκρασίες (περ. 5,000K) και πιέσεις (περ. 2,000atm) επιτυγχάνονται τοπικά. Η κατάρρευση της φούσκας σπηλαίωσης οδηγεί επίσης σε υγρή πίδακες έως 280m / s ταχύτητα.

βίντεο

επάγεται από UIP2000hd Σπηλαίωση Το βίντεο (Κατεβάστε, 1.69MB, MPEG1-Codec) προς τα αριστερά δείχνει ένα sonotrode σε ένα γυάλινο σωλήνα, που είναι γεμάτη με νερό. Η υψηλού πλάτους που παράγεται από το UIP2000hd υπερήχων επεξεργαστή επάγει φυσαλίδες σπηλαίωσης. Κόκκινο φως από τον πυθμένα του σωλήνα καθιστά φυσαλίδες ορατό το κενό. Η πραγματική διάμετρος του σωλήνα είναι περίπου 150 χιλιοστά. Η εγκατάσταση μέσα σε ένα δοχείο ροής είναι συγκρίσιμη με εκείνη στο βίντεο. Η διείσδυση του υγρού από σπηλαίωση είναι ιδιαίτερα ορατή. Για να κατεβάσετε το βίντεο, κάντε κλικ στην εικόνα προς τα δεξιά.

Εφαρμογή

Τα αποτελέσματα μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε υγρά για πολλές διαδικασίες, π.χ. για την ανάμιξη και την ανάμιξη, αποσυσσωμάτωσης, άλεσμα και αποικοδόμηση κυττάρων. Ειδικότερα, η υψηλή διάτμηση των υγρών πιδάκων προκαλεί σχισμή στις επιφάνειες των σωματιδίων και συγκρούσεις μεταξύ σωματιδίων.

Βιβλιογραφία


Suslick, Κδ (1998): Kirk-Othmer Εγκυκλοπαίδεια Χημικής Τεχνολογίας. 4th Ed. J. Wiley & Υιοί: Νέα Υόρκη, 1998, τομ. 26, 517-541.