Akustiline vs hüdrodünaamiline kavitatsioon segamisrakenduste jaoks
Kavitatsioon segamiseks ja segamiseks: Kas akustilisel ja hüdrodünaamilisel kavitatsioonil on vahet? Ja miks võiks üks kavitatsioonitehnoloogia olla teie protsessi jaoks parem?
akustiline kavitatsioon – tuntud ka kui ultraheli kavitatsioon – ja hüdrodünaamiline kavitatsioon on mõlemad kavitatsiooni vormid, mis on vedeliku vaakumõõnsuste kasvu ja kokkuvarisemise protsess. Akustiline kavitatsioon tekib siis, kui vedelik allutatakse suure intensiivsusega ultrahelilainetele, samas kui hüdrodünaamiline kavitatsioon tekib siis, kui vedelik voolab läbi kitsenduse või ümber takistuse (nt Venturi düüsi), põhjustades rõhu languse ja auruõõnsuste tekkimise.
Kavitatsioonilisi nihkejõude kasutatakse homogeniseerimiseks, segamiseks, hajutamiseks, emulgeerimiseks, rakkude katkestamiseks, samuti keemiliste reaktsioonide algatamiseks ja intensiivistamiseks.
Ultraheli kavitatsioon ultrasonikaatori UIP1000hdT (1000 vatti, 20kHz) kasatroodi sondis klaasreaktoris.
Siit saate teada, millised erinevused on akustilise ja hüdrodünaamilise kavitatsiooni vahel ning miks võiksite valida oma kavitatsioonipõhise protsessi jaoks sondi tüüpi ultrasonikaatori:
Akustilise kavitatsiooni eelised hüdrodünaamilise kavitatsiooni ees
- Tõhusam: Akustiline kavitatsioon on vaakumõõnsuste tekitamisel üldiselt tõhusam, kuna kavitatsiooni tekitamiseks vajalik energia on tavaliselt väiksem kui hüdrodünaamilise kavitatsiooni korral. Seetõttu on ultrahelipõhised kavitaatorid ja kavitatsioonireaktorid energiatõhusamad ja ökonoomsemad. Ultraheli on kõige energiatõhusam meetod kavitatsiooni tekitamiseks. Sondi-ultrasonikaatorite tekitatud akustiline / ultraheli kavitatsioon takistab tarbetu hõõrdumise teket. Ultraheli sond võngub risti, takistades tarbetu, energiat raiskava hõõrdumise teket. Erinevalt akustilisest kavitatsioonist kasutab hüdrodünaamiline kavitatsioon kavitatsiooni tekitamiseks rootor-staatorit või düüsisüsteeme. Mõlemad tehnikad – rootor-staatorid ja düüsid – põhjustada hõõrdumist, kuna mootor peab juhtima suuri mehaanilisi osi. Kui uuringud väidavad hüdrodünaamiliste kavitatsioonide energiatõhusust, võetakse arvesse ainult vastava tehnoloogia nimivõimsust ja jäetakse tähelepanuta tegelik energiatarbimine. Nendes uuringutes ei võeta tavaliselt arvesse hõõrdeenergia kadu, mis on hüdrodünaamiliste kavitatsioonitehnoloogiate tuntud ja soovimatu mõju.
- Suurem kontroll: Akustilist kavitatsiooni saab hõlpsamini kontrollida ja reguleerida, kuna ultraheli lainete intensiivsust saab täpselt reguleerida, et tekitada soovitud kavitatsioonitase. Seevastu hüdrodünaamilist kavitatsiooni on raskem kontrollida, kuna see sõltub vedeliku vooluomadustest ja kitsenemise või takistuse geomeetriast. Lisaks on düüsid altid ummistumisele, mille tulemuseks on protsessi katkestused ja töömahukas puhastamine.
- Saab hakkama peaaegu kõigi materjalidega: Kuigi Venturi düüsil ja muudel hüdrodünaamilise voolu reaktoritel on raskusi tahkete ainete ja eriti abrasiivsete materjalide käitlemisega, saavad ultraheli kavitaatorid usaldusväärselt töödelda peaaegu igat tüüpi materjale. Ultraheli kavitatsioonireaktorid võivad homogeniseerida isegi suuri tahkeid koormusi, abrasiivseid osakesi ja kiulisi materjale ilma ummistumiseta.
- Suurem stabiilsus: Akustiline kavitatsioon on üldiselt stabiilsem kui hüdrodünaamiline kavitatsioon, kuna akustilise kavitatsiooni tekitatud auruõõnsused kipuvad olema ühtlasemalt jaotunud kogu vedelikus. Seevastu hüdrodünaamiline kavitatsioon võib tekitada auruõõnsusi, mis on väga lokaliseeritud ja võivad põhjustada ebaühtlast või ebastabiilset voolumustrit.
- Suurem mitmekülgsus: Akustilist / ultraheli kavitatsiooni saab kasutada paljudes rakendustes, sealhulgas homogeniseerimine, segamine, hajutamine, emulgeerimine, ekstraheerimine, lüüsimine ja rakkude lagunemine, samuti sonokeemia. Seevastu hüdrodünaamiline kavitatsioon on mõeldud peamiselt voolu reguleerimiseks ja vedeliku mehaanika rakendusteks.
Üldiselt pakub akustiline kavitatsioon hüdrodünaamilise kavitatsiooniga võrreldes suuremat kontrolli, tõhusust, stabiilsust ja mitmekülgsust, muutes selle väga kasulikuks tehnikaks paljude tööstuslike rakenduste jaoks.
Ultraheli kavitatsioonireaktorid
Hielscher Ultrasonics pakub teile erinevaid tööstuslikke ultraheli sonde ja kavitatsioonireaktoreid. Kõik Hielscheri ultrasonikaatorid ja kavitatsioonireaktorid on mõeldud suure intensiivsusega rakendusteks ja 24/7 tööks täiskoormusel.
Disain, tootmine ja nõustamine – Kvaliteet Valmistatud Saksamaal
Hielscheri ultraheli kavitaatorid on tuntud oma kõrgeimate kvaliteedi- ja disainistandardite poolest. Vastupidavus ja lihtne kasutamine võimaldavad meie ultraheli kavitaatorite sujuvat integreerimist tööstusrajatistesse. Hielscheri ultraheli kavitaatorid on kergesti käsitsetavad karmid tingimused ja nõudlikud keskkonnad.
Hielscher Ultrasonics on ISO sertifitseeritud ettevõte ja paneb erilist rõhku suure jõudlusega ultrasonikaatoritele, millel on tipptasemel tehnoloogia ja kasutajasõbralikkus. Loomulikult on Hielscheri ultrasonikaatorid CE-nõuetele vastavad ja vastavad UL, CSA ja RoHs nõuetele.
Miks Hielscher Ultrasonics?
- kõrge kasutegur
- Kaasaegne tehnoloogia
- Usaldusväärsuse & töökindlus
- partii & Inline
- igale mahule – alates väikestest viaalidest kuni veoautokoormateni tunnis
- teaduslikult tõestatud
- Intelligentne tarkvara
- Nutikad funktsioonid (nt andmete protokollimine)
- CIP (puhas kohapeal)
- lihtne ja ohutu kasutamine
- lihtne paigaldamine, madal hooldus
- majanduslikult kasulik (vähem tööjõudu, töötlemisaega, energiat)
Kui olete huvitatud ultraheli kavitatsioonitehnikast, protsessidest ja kasutusvalmis ultraheli kavitaatorisüsteemidest, võtke meiega ühendust. Meie pikaajaliste kogemustega töötajad arutavad hea meelega teie taotlust teiega!
Allolev tabel annab teile ülevaate meie ultrasonikaatorite ligikaudsest töötlemisvõimsusest:
| Partii maht | Voolukiirus | Soovitatavad seadmed |
|---|---|---|
| 1 kuni 500 ml | 10 kuni 200 ml / min | UP100H |
| 10 kuni 2000 ml | 20 kuni 400 ml / min | UP200Ht, UP400St |
| 0.1 kuni 20L | 0.2 kuni 4L / min | UIP2000hdT |
| 10 kuni 100L | 2 kuni 10L/min | UIP4000hdT |
| 15 kuni 150L | 3 kuni 15L/min | UIP6000hdT |
| mujal liigitamata | 10 kuni 100 L / min | UIP16000 |
| mujal liigitamata | Suurem | klaster UIP16000 |
Võta meiega ühendust! / Küsi meilt!
Hielscher Ultrasonics toodab suure jõudlusega ultraheli homogenisaatoreid rakenduste segamiseks, hajutamiseks, emulgeerimiseks ja ekstraheerimiseks laboris, piloot- ja tööstuslikus mastaabis.
Kirjandus / Viited
- 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 toodab suure jõudlusega ultraheli homogenisaatoreid alates Lab kuni tööstuslik suurus.