Akustiline vs hüdrodünaamiline kavitatsioon segamisrakenduste jaoks
Kavitatsioon segamiseks ja segamiseks: Kas akustilisel ja hüdrodünaamilisel kavitatsioonil on? Ja miks võiks üks kavitatsioonitehnoloogia olla teie protsessi jaoks parem?
akustilise kavitatsioon – tuntud ka kui ultraheli kavitatsioon – ja hüdrodünaamiline kavitatsioon on mõlemad kavitatsiooni vormid, mis on vaakumõõnsuste kasvu ja kokkuvarisemise protsess vedelikus. Akustiline kavitatsioon toimub siis, kui vedelik allutatakse suure intensiivsusega ultrahelilainetele, samas kui hüdrodünaamiline kavitatsioon toimub siis, kui vedelik voolab läbi kitsenemise või ümber takistuse (nt Venturi toru otsik), põhjustades rõhu languse ja auruõõnsuste moodustumise.
Kavitatsioonilisi nihkejõude kasutatakse homogeniseerimiseks, segamiseks, hajutamiseks, emulgeerimiseks, rakkude häirimiseks, samuti keemiliste reaktsioonide algatamiseks ja intensiivistamiseks.
Ultraheli kavitatsioon ultraheliuuringu UIP1000hdT (1000 vatti, 20kHz) kaskatrodsondil klaasreaktoris.
Siit saate teada, millised erinevused on akustilise ja hüdrodünaamilise kavitatsiooni vahel ning miks võiksite oma kavitatsioonipõhise protsessi jaoks valida 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. Sond-ultrasonikaatorite tekitatud akustiline / ultraheli kavitatsioon takistab tarbetu hõõrdumise teket. Ultraheli sond võngub risti, vältides tarbetut, energiat raiskavat hõõrdumist. Erinevalt akustilisest kavitatsioonist kasutab hüdrodünaamiline kavitatsioon kavitatsiooni tekitamiseks rootor-staatori või düüside süsteeme. Mõlemad tehnikad – rootor-staatorid ja düüsid – põhjustada hõõrdumist, kuna mootor peab juhtima suuri mehaanilisi osi. Kui uuringud väidavad hüdrodünaamiliste kavitatsioonide energiatõhusust, võtavad nad arvesse ainult vastava tehnoloogia nimivõimsust ja jätavad tegeliku energiatarbimise tähelepanuta. Nendes uuringutes ei käsitleta tavaliselt hõõrdeenergia kadu, mis on hüdrodünaamiliste kavitatsioonitehnoloogiate üldtuntud ja soovimatu mõju.
- Suurem kontroll: Akustilist kavitatsiooni saab hõlpsamini kontrollida ja reguleerida, kuna ultraheli lainete intensiivsust saab täpselt reguleerida, et tekitada soovitud kavitatsiooni tase. Seevastu hüdrodünaamilist kavitatsiooni on raskem kontrollida, kuna see sõltub vedeliku vooluomadustest ja kitsenemise või takistuse geomeetriast. Lisaks on pihustid altid ummistumisele, mille tulemuseks on protsessikatkestused ja töömahukas puhastamine.
- Saab hakkama peaaegu kõigi materjalidega: Kuigi Venturi düüsil ja teistel hüdrodünaamilistel voolureaktoritel on raskusi tahkete ainete ja eriti abrasiivsete materjalide käsitsemisega, võivad 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 vedelikus ühtlasemalt jaotunud. Seevastu hüdrodünaamiline kavitatsioon võib tekitada auruõõnsusi, mis on väga lokaliseeritud ja võivad põhjustada ebaühtlast või ebastabiilset voolumustrit.
- Suurem mitmekülgsus: Akustilist / ultraheli kavitatsiooni saab kasutada mitmesugustes rakendustes, sealhulgas homogeniseerimine, segamine, hajutamine, emulgeerimine, ekstraheerimine, lüüs 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 kavitatsiooni reaktorid
Hielscher Ultrasonics pakub teile erinevaid tööstusliku kvaliteediga ultraheli sonde ja kavitatsioonireaktoreid. Kõik Hielscheri ultrasonikaatorid ja kavitatsioonireaktorid on mõeldud kõrge intensiivsusega rakendusteks ja 24/7 tööks täiskoormusel.
Disain, tootmine ja nõustamine – Kvaliteet Valmistatud Saksamaal
Hielscheri ultraheli cavitators on tuntud oma kõrgeimate kvaliteedi- ja disainistandardite poolest. Vastupidavus ja lihtne kasutamine võimaldavad meie ultraheli kavitaatorite sujuvat integreerimist tööstusrajatistesse. Karmid tingimused ja nõudlikud keskkonnad on kergesti käsitsetavad Hielscheri ultraheli cavitators.
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 efektiivsusega
- Tipptasemel tehnoloogia
- usaldusväärsus & stabiilsus
- partii & järjekorras
- mis tahes mahu jaoks – alates väikestest viaalidest kuni veoautokoormateni tunnis
- Teaduslikult tõestatud
- intelligentne tarkvara
- nutikad funktsioonid (nt andmete protokollimine)
- CIP (puhas koht)
- lihtne ja ohutu töö
- lihtne paigaldamine, madal hooldus
- majanduslikult kasulik (vähem tööjõudu, töötlemisaeg, energia)
Kui olete huvitatud ultraheli kavitatsiooni tehnikast, protsessidest ja kasutusvalmis ultraheli kavitaatorite süsteemidest, võtke meiega ühendust. Meie pikaajalise kogemusega töötajad arutavad hea meelega teie taotlust teiega!
Alljärgnev tabel annab teile ülevaate meie ultrahelihitiste ligikaudse töötlemisvõimsusest:
| partii Köide | flow Rate | Soovitatavad seadmed |
|---|---|---|
| 1 kuni 500 ml | 10 kuni 200 ml / min | UP100H |
| 10 kuni 2000 ml | 20 kuni 400 ml / min | Uf200 ः t, UP400St |
| 0.1 kuni 20 l | 0.2 kuni 4 l / min | UIP2000hdT |
| 10 kuni 100 l | 2 kuni 10 l / min | UIP4000hdT |
| 15 kuni 150 l | 3 kuni 15 l/min | UIP6000hdT |
| e.k. | 10 kuni 100 l / min | UIP16000 |
| e.k. | suurem | klastri UIP16000 |
Võta meiega ühendust! / Küsi meiega!
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 Lab et tööstuslik suurus.