קביטציה אקוסטית לעומת הידרודינמית לערבוב יישומים
קביטציה לערבוב ומיזוג: האם יש הבדל בין קוויטציה אקוסטית להידרודינמית? ומדוע טכנולוגיית קוויטציה אחת עשויה להיות טובה יותר עבור התהליך שלך?
קוויטציה אקוסטית – ידוע גם בשם קוויטציה קולית – וקוויטציה הידרודינמית הן שתי צורות של קוויטציה, שהיא תהליך של צמיחה וקריסה של חללי ואקום בנוזל. קוויטציה אקוסטית מתרחשת כאשר נוזל נתון לגלי אולטרסאונד בעוצמה גבוהה, ואילו קוויטציה הידרודינמית מתרחשת כאשר נוזל זורם דרך התכווצות או סביב מכשול (למשל זרבובית ונטורי), מה שגורם ללחץ לרדת ולהיווצרות חללים באדים.
כוחות גזירה קוויטציוניים משמשים להומוגניזציה, ערבוב, פיזור, תחלוב, שיבוש תאים וכן לייזום והגברת תגובות כימיות.
קוויטציה קולית בבדיקת אשד של האולטרה-סוניקטור UIP1000hdT (1000 וואט, 20kHz) בכור זכוכית.
למד כאן אילו הבדלים קיימים בין קוויטציה אקוסטית והידרודינמית ומדוע ייתכן שתרצה לבחור אולטרסאונד מסוג בדיקה עבור התהליך מונחה הקוויטציה שלך:
יתרונות קביטציה אקוסטית על פני קביטציה הידרודינמית
- יעיל יותר: קוויטציה אקוסטית בדרך כלל יעילה יותר בייצור חללי ואקום, מכיוון שהאנרגיה הנדרשת לייצור קוויטציה בדרך כלל נמוכה יותר מאשר בקוויטציה הידרודינמית. לכן, קוויטטורים מבוססי אולטרסאונד וכורי קוויטציה הם חסכוניים יותר באנרגיה וחסכוניים. אולטרסאונד היא השיטה החסכונית ביותר באנרגיה לייצר קוויטציה. קוויטציה אקוסטית / קולית הנוצרת על ידי בדיקות אולטרסאונד מונעת יצירת חיכוך מיותר. הגשושית העל-קולית מתנדנדת בניצב ומונעת מהדור חיכוך מיותר, מבזבז אנרגיה. בניגוד לקוויטציה אקוסטית, קוויטציה הידרודינמית משתמשת במערכות רוטור-סטטור או זרבובית כדי ליצור קוויטציה. שתי הטכניקות – רוטור-סטטורים וחרירים – לגרום לחיכוך מכיוון שהמנוע צריך להניע חלקים מכניים גדולים. אם מחקרים טוענים ליעילות אנרגטית של קביטציות הידרודינמיות, הם לוקחים בחשבון רק את הכוח הנומינלי של הטכנולוגיה המתאימה ומזניחים את צריכת החשמל בפועל. מחקרים אלה בדרך כלל אינם לוקחים בחשבון את אובדן אנרגיית החיכוך שהיא השפעה ידועה ובלתי רצויה של טכנולוגיות קוויטציה הידרודינמיות.
- שליטה רבה יותר: קוויטציה אקוסטית יכולה להיות נשלטת ומווסתת בקלות רבה יותר, מכיוון שניתן להתאים במדויק את עוצמת גלי האולטרסאונד כדי לייצר את רמת הקוויטציה הרצויה. לעומת זאת, קוויטציה הידרודינמית קשה יותר לשליטה, שכן היא תלויה במאפייני הזרימה של הנוזל ובגיאומטריה של ההתכווצות או המכשול. בנוסף, חרירים נוטים להיסתם, מה שגורם להפרעות בתהליך ולניקוי אינטנסיבי של העבודה.
- יכול להתמודד כמעט עם כל החומרים: בעוד פיית ונטורי וכורי זרימה הידרודינמיים אחרים מתקשים להתמודד עם מוצקים ובמיוחד חומרים שוחקים, קוויטטורים על-קוליים יכולים לעבד באופן אמין כמעט כל סוג של חומר. כורי קוויטציה קוליים יכולים ליצור הומוגניות אפילו עומסים מוצקים גבוהים, חלקיקים שוחקים וחומרים סיביים ללא סתימה.
- יציבות רבה יותר: קוויטציה אקוסטית היא בדרך כלל יציבה יותר מאשר קוויטציה הידרודינמית, מכיוון שחללי האדים המיוצרים על ידי קוויטציה אקוסטית נוטים להיות מפוזרים באופן אחיד יותר ברחבי הנוזל. לעומת זאת, קוויטציה הידרודינמית יכולה לייצר חללי אדים מקומיים מאוד ויכולים להוביל לדפוסי זרימה לא אחידים או לא יציבים.
- צדדיות רבה יותר: ניתן להשתמש בקוויטציה אקוסטית / קולית במגוון רחב של יישומים, כולל הומוגניזציה, ערבוב, פיזור, תחלוב, מיצוי, ליזה והתפוררות תאים, כמו גם לסונוכימיה. לעומת זאת, קוויטציה הידרודינמית מיועדת בעיקר ליישומי בקרת זרימה ומכניקת זורמים.
בסך הכל, קוויטציה אקוסטית מציעה שליטה, יעילות, יציבות ורבגוניות רבה יותר בהשוואה לקוויטציה הידרודינמית, מה שהופך אותה לטכניקה שימושית מאוד עבור יישומים תעשייתיים רבים.
כורי קביטציה על-קוליים
Hielscher Ultrasonics מציעה לך מגוון רחב של בדיקות קולי ברמה תעשייתית וכורי cavitation. כל האולטרסוניקטורים וכורי הקוויטציה של Hielscher מיועדים ליישומים בעוצמה גבוהה ולפעולה 24/7 תחת עומס מלא.
תכנון, ייצור וייעוץ – איכות תוצרת גרמניה
Hielscher קולי cavitators ידועים באיכות הגבוהה ביותר שלהם סטנדרטים עיצוב. חוסן ותפעול קל מאפשרים שילוב חלק של הקוויטטורים העל-קוליים שלנו במתקנים תעשייתיים. תנאים קשים וסביבות תובעניות מטופלים בקלות על ידי Hielscher קולי cavitators.
Hielscher Ultrasonics היא חברה מוסמכת ISO לשים דגש מיוחד על ultrasonicators ביצועים גבוהים שמציעות טכנולוגיה חדישה וידידותיות למשתמש. כמובן, Hielscher ultrasonicators הם תואמי CE ולעמוד בדרישות של UL, CSA ו RoHs.
למה Hielscher Ultrasonics?
- יעילות גבוהה
- טכנולוגיה חדישה
- מהימנות & חוסן
- אצווה & מוטבעים
- לכל נפח – מבקבוקונים קטנים ועד מטענים בשעה
- מוכח מדעית
- תוכנה חכמה
- תכונות חכמות (למשל, פרוטוקול נתונים)
- CIP (נקי במקום)
- תפעול פשוט ובטוח
- התקנה קלה, תחזוקה נמוכה
- משתלם כלכלית (פחות כוח אדם, זמן עיבוד, אנרגיה)
אם אתם מעוניינים בטכניקת קוויטציה קולית, תהליכים ומערכות צנטרטור אולטראסוניות מוכנות להפעלה, אנא צרו איתנו קשר לדעת. הצוות הוותיק והמנוסה שלנו ישמח לדון איתך בבקשתך!
הטבלה הבאה נותנת לך אינדיקציה ליכולת העיבוד המשוערת של האולטרסאונד שלנו:
| נפח אצווה | קצב זרימה | מכשירים מומלצים |
|---|---|---|
| 1 עד 500 מ"ל | 10 עד 200 מ"ל/דקה | UP100H |
| 10 עד 2000 מ"ל | 20 עד 400 מ"ל/דקה | UP200Ht, UP400ST |
| 00.1 עד 20 ליטר | 00.2 עד 4L/דקה | UIP2000hdT |
| 10 עד 100 ליטר | 2 עד 10 ליטר/דקה | UIP4000hdT |
| 15 עד 150 ליטר | 3 עד 15 ליטר/דקה | UIP6000hdT |
| נ.א. | 10 עד 100 ליטר/דקה | UIP16000 |
| נ.א. | גדול | אשכול של UIP16000 |
צרו קשר! / שאל אותנו!
Hielscher Ultrasonics מייצרת הומוגנייזרים קוליים בעלי ביצועים גבוהים לערבוב יישומים, פיזור, תחליב וחילוץ בקנה מידה מעבדתי, פיילוט ותעשייתי.
ספרות / מקורות
- 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 מייצרת הומוגנייזרים קוליים בעלי ביצועים גבוהים מ המעבדה ל גודל תעשייתי.