Akusztikus vs hidrodinamikus kavitáció keverési alkalmazásokhoz
Kavitáció keveréshez és keveréshez: Van-e különbség az akusztikus és a hidrodinamikai kavitáció között? És miért lehet egy kavitációs technológia jobb a folyamatához?
Akusztikus kavitáció – Ultrahangos kavitáció néven is ismert – A hidrodinamikai kavitáció egyaránt a kavitáció formája, amely a folyadékban lévő vákuumüregek növekedésének és összeomlásának folyamata. Az akusztikus kavitáció akkor fordul elő, amikor egy folyadékot nagy intenzitású ultrahanghullámoknak vetnek alá, míg a hidrodinamikai kavitáció akkor következik be, amikor egy folyadék szűkületen vagy akadály (pl. Venturi fúvóka) körül áramlik, ami a nyomás csökkenését és gőzüregek kialakulását okozza.
A kavitációs nyíróerőket homogenizálásra, keverésre, diszpergálásra, emulgeálásra, sejtbontásra, valamint kémiai reakciók kezdeményezésére és fokozására használják.
Ultrahangos kavitáció az UIP1000hdT ultrahangos készülék kaszkatród szondáján (1000 watt, 20kHz) üvegreaktorban.
Ismerje meg itt, milyen különbségek vannak az akusztikus és hidrodinamikai kavitáció között, és miért érdemes szonda típusú ultrahangos készüléket választani a kavitációvezérelt folyamathoz:
Az akusztikus kavitáció előnyei a hidrodinamikai kavitációval szemben
- Hatékonyabb: Az akusztikus kavitáció általában hatékonyabb a vákuumüregek létrehozásában, mivel a kavitáció előállításához szükséges energia általában alacsonyabb, mint a hidrodinamikai kavitációban. Ezért az ultrahang alapú kavitatátorok és kavitációs reaktorok energiahatékonyabbak és gazdaságosabbak. Az ultrahang a leginkább energiahatékony módszer a kavitáció előállítására. A szonda-ultrahangos készülékek által generált akusztikus / ultrahangos kavitáció megakadályozza a felesleges súrlódás kialakulását. Az ultrahangos szonda merőlegesen oszcillál, megakadályozva a felesleges, energiapazarló súrlódást. Az akusztikus kavitációval ellentétben a hidrodinamikai kavitáció rotor-állórész vagy fúvókarendszereket használ a kavitáció létrehozásához. Mindkét technika – rotor-állórészek és fúvókák – súrlódást okoz, mivel a motornak nagy mechanikus alkatrészeket kell hajtania. Ha a tanulmányok a hidrodinamikai kavitációk energiahatékonyságát állítják, akkor csak az adott technológia névleges teljesítményét veszik figyelembe, és figyelmen kívül hagyják a tényleges energiafogyasztást. Ezek a tanulmányok általában nem veszik figyelembe a súrlódási energia elvesztését, amely a hidrodinamikai kavitációs technológiák jól ismert és nem kívánt hatása.
- Nagyobb ellenőrzés: Az akusztikus kavitáció könnyebben szabályozható és szabályozható, mivel az ultrahanghullámok intenzitása pontosan beállítható a kívánt kavitációs szint elérése érdekében. Ezzel szemben a hidrodinamikai kavitációt nehezebb ellenőrizni, mivel ez a folyadék áramlási jellemzőitől és a szűkület vagy akadály geometriájától függ. Ezenkívül a fúvókák hajlamosak eltömődni, ami folyamatmegszakításokat és munkaigényes tisztítást eredményez.
- Szinte minden anyagot képes kezelni: Míg a Venturi fúvóka és más hidrodinamikus áramlási reaktorok nehezen tudják kezelni a szilárd anyagokat és különösen a csiszolóanyagokat, az ultrahangos kavitatátorok megbízhatóan képesek szinte bármilyen típusú anyag feldolgozására. Az ultrahangos kavitációs reaktorok még nagy szilárd terheléseket, csiszolószemcséket és rostos anyagokat is homogenizálhatnak eltömődés nélkül.
- Nagyobb stabilitás: Az akusztikus kavitáció általában stabilabb, mint a hidrodinamikai kavitáció, mivel az akusztikus kavitáció által létrehozott gőzüregek általában egyenletesebben oszlanak el a folyadékban. Ezzel szemben a hidrodinamikai kavitáció olyan gőzüregeket hozhat létre, amelyek erősen lokalizáltak, és egyenetlen vagy instabil áramlási mintákhoz vezethetnek.
- Nagyobb sokoldalúság: Az akusztikus / ultrahangos kavitáció számos alkalmazásban használható, beleértve a homogenizálást, keverést, diszpergálást, emulgeálást, extrakciót, lízist és sejtbontást, valamint a sonochemistry-t. Ezzel szemben a hidrodinamikai kavitációt elsősorban áramlásszabályozási és folyadékmechanikai alkalmazásokhoz tervezték.
Összességében az akusztikus kavitáció nagyobb vezérlést, hatékonyságot, stabilitást és sokoldalúságot kínál a hidrodinamikai kavitációhoz képest, így nagyon hasznos technika számos ipari alkalmazáshoz.
Ultrahangos kavitációs reaktorok
A Hielscher Ultrasonics számos ipari minőségű ultrahangos szondát és kavitációs reaktort kínál. Minden Hielscher ultrasonicators és kavitációs reaktorok tervezték nagy intenzitású alkalmazások és 24/7 működés teljes terhelés alatt.
Tervezés, gyártás és tanácsadás – Németországban gyártott minőség
A Hielscher ultrahangos kavitatátorok jól ismertek a legmagasabb minőségi és tervezési szabványokról. A robusztusság és a könnyű kezelhetőség lehetővé teszi ultrahangos kavitatátoraink zökkenőmentes integrálását ipari létesítményekbe. A durva körülmények és az igényes környezetek könnyen kezelhetők a Hielscher ultrahangos kavitátorokkal.
Hielscher Ultrasonics egy ISO tanúsítvánnyal rendelkező cég, és különös hangsúlyt fektet a nagy teljesítményű ultrasonicatorokra, amelyek a legmodernebb technológiát és felhasználóbarátságot mutatják. Természetesen a Hielscher ultrasonicators CE-kompatibilis és megfelel az UL, CSA és RoHs követelményeinek.
Miért Hielscher ultrahangos?
- nagy hatékonyság
- A legkorszerűbb technológia
- megbízhatóság & Erőteljesség
- halom & Inline
- Bármilyen térfogathoz – a kis fioláktól az óránkénti teherautó-rakományokig
- tudományosan bizonyított
- intelligens szoftver
- intelligens funkciók (pl. adatprotokoll)
- CIP (helyben tisztítható)
- egyszerű és biztonságos kezelés
- Egyszerű telepítés, kevés karbantartás
- gazdaságilag előnyös (kevesebb munkaerő, feldolgozási idő, energia)
Ha érdekli az ultrahangos kavitációs technika, folyamatok és működésre kész ultrahangos kavitátor rendszerek, kérjük, vegye fel velünk a kapcsolatot. Hosszú ideje tapasztalt munkatársaink örömmel megvitatják Önnel jelentkezését!
Az alábbi táblázat jelzi ultrahangos készülékeink hozzávetőleges feldolgozási kapacitását:
| Kötegelt mennyiség | Áramlási sebesség | Ajánlott eszközök |
|---|---|---|
| 1–500 ml | 10–200 ml/perc | UP100H |
| 10 és 2000 ml között | 20–400 ml/perc | UP200Ht, UP400ST |
| 0.1-től 20L-ig | 0.2-től 4 liter/percig | UIP2000hdT |
| 10–100 liter | 2–10 l/perc | UIP4000hdt |
| 15–150 liter | 3–15 l/perc | UIP6000hdT |
| n.a. | 10–100 l/perc | UIP16000 |
| n.a. | Nagyobb | klaszter UIP16000 |
Kapcsolat! / Kérdezzen tőlünk!
A Hielscher Ultrasonics nagy teljesítményű ultrahangos homogenizátorokat gyárt keverési alkalmazásokhoz, diszperzióhoz, emulgeáláshoz és extrakcióhoz laboratóriumi, kísérleti és ipari méretekben.
Irodalom / Hivatkozások
- 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 gyárt nagy teljesítményű ultrahangos homogenizátorok labor hoz ipari méret.