אולטראסוניות קאוויטציה בנוזלים

גלי אולטרסאונד של אולטרסאונד בעוצמה גבוהה ליצור cavitation נוזלים. Cavitation גורם לתופעות קיצוניות מקומית, כגון מטוסי נוזל של עד 1000km / hr, לחצים של עד 2000atm וטמפרטורות של עד 5000 קלווין.

רקע כללי

כאשר sonicating נוזל בעצימויות גבוהות, גלי הקול להפיץ לכלי התקשורת הנוזלית לגרום לסירוגין בלחץ גבוה (דחיסה) בלחץ נמוך (דִבלוּל) מחזורי, עם שיעורי תלויים בתדירות. במהלך המחזור בלחץ נמוך, גלים קוליים בעצמה גבוהה ליצור בועות ואקום קטנות או חללים הנזילים. כאשר הבועות להשיג נפח שבו הם כבר לא יכולים לספוג אנרגיה, שהם מתמוטטים באלימות במהלך מחזור בלחץ גבוה. תופעה זו נקראת cavitation. במהלך הקריסה בטמפרטורות גבוהות מאוד (כ. 5,000K) ולחצים (בערך. 2,000atm) הם הגיעו באופן מקומי. ההתפוצצות של בועת cavitation גם תוצאות מטוסי נוזל של עד 280 / s מהירה.

וִידֵאוֹ

הסרטון (הורד1.69MB,, MPEG1-Codec) משמאל מראה sonotrode בתוך שפופרת זכוכית, כי הוא מלא מים. משרעת הגבוהה שנוצרה על ידי UIP2000hd מעבד קולי גורם בועות cavitation. אור אדום מתחתית הצינור הופך את הוואקום בועות גלוי. קוטר בפועל של הצינור הוא כ -150 מ"מ. ההתקנה בתוך כלי זרימה דומה לזו בסרטון. חדירת הנוזל ידי cavitation היא בולטת מאוד. כדי להוריד את הווידאו, לחץ על התמונה מימין.

יישום

ההשפעות ניתן להשתמש נוזלים לתהליכים רבים, למשל: ערבוב ערבוב, deagglomeration, כִּרסוּם ו התפוררות התא. בפרט הגזירה הגבוהה של מטוסי נוזל גורם פיסורה לעבר משטחי חלקיקים ואת התנגשויות חלקיקי שאר.

סִפְרוּת

Suslick, KS (1998): Kirk-Othmer האנציקלופדיה של טכנולוגיה כימית; 4 אד. ג 'יי ויילי & בנים: ניו יורק, 1998, כרך א '. 26, 517-541.