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.

pozadina

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.

Video

Video (preuzimanje datoteka, 1.69MB, MPEG1-Codec) na lijevoj strani pokazuje sonotrodu u staklenoj cijevi, koji je ispunjen vodom. Visoka amplitude generiran od strane UIP2000hd Ultrazvučni procesor inducira kavitacije mjehurići. Crveno svjetlo sa dna cijevi čini vakuum mjehurići vidljiv. Stvarni promjer cijevi je oko 150 mm. Postava u posudi protoka je usporediva s onom u videu. Prodor tekućine pomoću kavitacije vrlo vidljiv. Za preuzimanje videa, kliknite na sliku desno.

primjena

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.

Književnost

Suslick, K.S. (1998): Kirk-Othmer enciklopedija kemijske tehnologije; 4th ed. J. Wiley & Sinovi: New York, 1998, vol. 26, 517-541.