Hielscher Ultra ääni tekniikka

Ultrasonic kavitaatio nesteissä

Ultraäänitut ultraäänilaitteet tuottavat kavitaatiota nesteissä. Kavitaatio aiheuttaa äärimmäisiä vaikutuksia paikallisesti, kuten nestemäisiä suihkukoneita jopa 1000 km / h, paineita jopa 2000 metriä ja lämpötiloja jopa 5000 kelvin.

Tausta

Ultraäänitut ultraäänilaitteet tuottavat kavitaatiota nesteissä.Kun nesteitä sonikoidaan suurilla voimakkuuksilla, nestemäiseen väliaineeseen etenevät ääni-aallot johtavat vuorotellen korkeapaine- (puristus-) ja matalapaineisia (harvinainen) syklejä, joiden nopeudet riippuvat taajuudesta. Alhaisen paineen syklin aikana suuritehoiset ultraääni-aallot muodostavat pienet tyhjökuplat tai tyhjiöt nesteeseen. Kun kuplat saavuttavat tilavuuden, jossa ne eivät enää pysty absorboimaan energiaa, ne kutistuvat voimakkaasti korkeapaineisen syklin aikana. Tätä ilmiötä kutsutaan kavitaatioksi. Implosion aikana saavutetaan hyvin korkeita lämpötiloja (n. 5000 K) ja paineita (noin 2 000 m) paikallisesti. Kavitaatiokuplan implosio johtaa myös nestemäisiin suihkukoneisiin, joiden nopeus on jopa 280 m / s.

Video

UIP2000hd: n aiheuttama kavitaatio Video (ladata, 1,69 Mt, MPEG1-Codec) vasemmalle osoittaa sonotrodea lasiputkessa, joka on täynnä vettä. Korkean amplitudi, jonka on kehittänyt UIP2000hd ultraääniprosessori aiheuttaa kavitaatiokuplia. Punainen valo putken pohjasta tekee alipainekuplat näkyväksi. Putken todellinen halkaisija on noin 150 mm. Virtausastia sisältävä asennus on verrattavissa videossa tapahtuvaan asennukseen. Nesteen tunkeutuminen kavitaatiolla on hyvin näkyvä. Voit ladata videon klikkaamalla kuvaa oikealla.

hakemus

Efektejä voidaan käyttää nesteissä monille prosesseille, esim. Sekoittamista ja sekoittamista varten, purkamista, jyrsintä ja solujen hajoamista. Erityisesti nestemäisten suihkun suuret leikkaukset aiheuttavat halkeilua hiukkasilla ja hiukkasten törmäyksissä.

Kirjallisuus


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