液体中での超音波キャビテーション

高強度超音波の超音波は、液体中にキャビテーションを発生させます。キャビテーションは、最大千キロ/時間の液体ジェット、2000atmまでの圧力及び最大5000ケルビンの温度として、局所的に極端な影響を引き起こします。

バックグラウンド

高強度で液体を超音波処理する際に、液体培地中に伝播する音波は、周波数に応じてレートで、高圧（圧縮）及び低圧（希薄化）のサイクルを交互につながります。低圧サイクルの間に、高強度の超音波は、液体中に小さな真空泡又は空隙を作ります。気泡が、彼らはもはやエネルギーを吸収することはできませんこれでボリュームを達成すると、彼らは、高圧サイクル中に激しく崩壊します。この現象はキャビテーションと呼ばれています。爆縮時には非常に高い温度（約5,000K）と圧力（約2,000atm）がローカルに達しています。キャビテーション気泡の内破はまた、最大280メートル/秒の速度の液体ジェットをもたらします。

ビデオ

ビデオ （ダウンロード、左1.69メガバイト、MPEG1-CODEC）は、水で満たされていること、ガラス管にソノトロードを示します。によって生成された高振幅 UIP2000hd 超音波処理は、キャビテーション気泡を誘導します。チューブの底からの赤色光は、真空を可視気泡なります。チューブの実際の直径は約150ミリメートルです。フロー容器内の設定は、ビデオのそれに匹敵します。キャビテーションによる液体の浸透が非常に見えます。動画をダウンロードするには、右の画像をクリックしてください。

応用

効果は、例えば、多くのプロセスのために液体中で使用することができます混合およびブレンドするため、解凝集、 製粉 そして 細胞崩壊。特に、液体ジェットの高剪断は、粒子表面および粒子間の衝突で亀裂を生じさせます。

文献

Suslick、K.S. （1998）： 化学技術のカーク・オスマーの百科事典。第4版。 J.ワイリー & サンズ：ニューヨーク、1998年、巻。 26、517から541まで。