Ultrazvučna kavitacija u tekućinama
Ultrazvučni valovi visokog intenziteta ultrazvuka generirati kavitacije u tekućinama. Kavitacije uzrokuje ekstremne učinak lokalno, kao što je tekući mlazova do 1000 kilometarskog / h, tlak do 2000atm i temperaturama do 5000 Kelvina.
O ultrazvučnoj kavitaciji
Kada ultrazvuka tekućine na visokim intenzitetima, zvuk valova koji propagira u tekućem mediju rezultirati naizmjenično visokog pritiska (kompresija) i niskog tlaka (razrjeđivanje) ciklusi, uz stope ovisno o frekvenciji. Tijekom ciklusa niskog tlaka, visokog intenziteta ultrazvučni valovi stvaraju mali vakuum mjehurići ili šupljine u tekućini. Kada se mjehurići postići volumen na kojem se više ne može apsorbirati energiju, oni kolaps nasilno tijekom ciklusa visokog tlaka. Ova pojava naziva se kavitacija. Tijekom implozija vrlo visoke temperature (cca. 5,000K) i pritisaka (cca. 2,000atm) postignut na lokalnoj razini. Implozija od kavitacije mjehur također rezultira u tekućim mlazove do 280m / s brzina.
Akustična kavitacija (generirana ultrazvukom snage) stvara lokalno ekstremne uvjete, takozvane sonomehaničke i sonokemijske učinke. Zbog tih učinaka ultrazvukom potiče kemijske reakcije koje dovode do većih prinosa, veće brzine reakcije, novih putova i poboljšane ukupne učinkovitosti.
Ultrazvučna kavitacija na cascatrode sondi ultrasonicator UIP1000hdT (1000 vata, 20kHz) u staklenom reaktoru.
Videozapis o akustičnoj kavitacija
Kavitacija aplikacije
Učinci se mogu koristiti u tekućinama za mnoge procese, npr za miješanje i miješanje, razbijanje nakupina, mljevenje i Dezintegracija stanica, Posebno visoke smične tekućih mlaznice uzrokuje fisure na površine čestica i sudara između čestica.
Sekvenca velike brzine (od a do f) okvira koji ilustriraju sono-mehanički piling grafitne pahuljice u vodi pomoću UP200S, ultrasonicator od 200W s 3-mm sonotrode. Strelice pokazuju mjesto cijepanja (pilinga) s kavitacijskim mjehurićima koji prodiru u rascjep.
© Tyurnina et al. 2020 (CC BY-NC-ND 4.0 https://creativecommons.org/licenses)
Kontaktirajte nas! / Pitajte nas!
Tablica u nastavku daje vam pokazatelj približne mogućnosti obrade naših ultrazvučnih uređaja:
| Batch Volumen | Protok | Preporučeni uređaji |
|---|---|---|
| 1 do 500 mL | 10 do 200 mL / min | UP100H |
| 10 do 2000 ml | 20 do 400 mL / min | Uf200 ः t, UP400St |
| 0.1 do 20L | 0.2 do 4L / min | UIP2000hdT |
| 10 do 100L | 2 do 10 l / min | UIP4000hdT |
| N.a. | 10 do 100 l / min | UIP16000 |
| N.a. | veći | grozd UIP16000 |
Hielscher Ultrasonics proizvodi ultrazvučne homogenizatore visokih performansi za miješanje aplikacija, disperziju, emulzifikaciju i ekstrakciju na laboratorijskim, pilotskim i industrijskim razmjerima.
Književnost / Reference
- Suslick, K.S. (1998): Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology; 4th Ed. J. Wiley & Sons: New York, 1998, vol. 26, 517-541.
- Aharon Gedanken (2003): Sonochemistry and its application to nanochemistry. Current Science Vol. 85, No. 12 (25 December 2003), pp. 1720-1722.
- Suslick, Kenneth S.; Hyeon, Taeghwan; Fang, Mingming; Cichowlas, Andrzej A. (1995): Sonochemical synthesis of nanostructured catalysts. Materials Science and Engineering: A. Proceedings of the Symposium on Engineering of Nanostructured Materials. ScienceDirect 204 (1–2): 186–192.
- Brad W. Zeiger; Kenneth S. Suslick (2011): Sonofragmentation of Molecular Crystals. J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 37, 14530–14533.
Hielscher Ultrasonics proizvodi ultrazvučne homogenizatore visokih performansi Laboratorija do industrijske veličine.