혼합 응용 분야를 위한 음향 대 유체역학적 캐비테이션

혼합 및 혼합을 위한 캐비테이션: 음향 캐비테이션과 유체 역학 캐비테이션 사이에 차이가 있습니까? 그리고 하나의 캐비테이션 기술이 공정에 더 나은 이유는 무엇입니까?
음향 캐비테이션 – 초음파 캐비테이션이라고도 함 – 유체역학적 캐비테이션은 모두 캐비테이션의 한 형태이며, 이는 액체에서 진공 공동의 성장과 붕괴 과정입니다. 음향 캐비테이션은 액체가 고강도 초음파를 받을 때 발생하는 반면, 유체역학적 캐비테이션은 액체가 수축을 통해 또는 장애물(예: 벤츄리 노즐) 주위로 흐르면서 압력이 떨어지고 증기 공동이 형성될 때 발생합니다.
캐비테이션 전단력은 균질화, 혼합, 분산, 유화, 세포 파괴뿐만 아니라 화학 반응을 시작하고 강화하는 데 사용됩니다.

음향 및 유체 역학 캐비테이션 기술은 캐비테이션 버블 붕괴의 동일한 현상과 효과를 사용하지만 초음파 또는 벤츄리 노즐을 사용하여 생성 된 두 기술 사이에는 상당한 차이가 있습니다.

여기에서 음향 캐비테이션과 유체 역학 캐비테이션 사이에 어떤 차이점이 있는지, 그리고 캐비테이션 구동 공정을 위해 프로브 형 초음파 를 선택해야하는 이유를 알아보십시오.

유체역학적 캐비테이션에 비해 음향 캐비테이션의 장점

1. 더 효율적: 음향 캐비테이션은 일반적으로 캐비테이션을 생성하는 데 필요한 에너지가 유체역학적 캐비테이션보다 낮기 때문에 진공 캐비티를 생성하는 데 더 효율적입니다. 따라서 초음파 기반 캐비테이터 및 캐비테이션 반응기는 에너지 효율적이고 경제적입니다. 초음파는 캐비테이션을 생성하는 가장 에너지 효율적인 방법입니다. 프로브 초음파 에 의해 생성 된 음향 / 초음파 캐비테이션은 불필요한 마찰의 생성을 방지합니다. 초음파 프로브는 수직으로 진동하여 불필요한 에너지 낭비 마찰을 방지합니다. 음향 캐비테이션과 달리 유체 역학 캐비테이션은 회 전자 고정자 또는 노즐 시스템을 사용하여 캐비테이션을 생성합니다. 두 기술 모두 – 로터 고정자 및 노즐 – 모터가 큰 기계 부품을 구동해야 하므로 마찰이 발생합니다. 연구에서 유체 역학적 캐비테이션의 에너지 효율을 주장하는 경우 해당 기술의 공칭 전력 만 고려하고 실제 전력 소비를 무시합니다. 이러한 연구는 일반적으로 유체 역학 캐비테이션 기술의 잘 알려져 있고 바람직하지 않은 효과 인 마찰 에너지의 손실을 고려하지 않습니다.
2. 더 큰 제어: 초음파의 강도를 정밀하게 조정하여 원하는 수준의 캐비테이션을 생성할 수 있으므로 음향 캐비테이션을 보다 쉽게 제어하고 조절할 수 있습니다. 대조적으로, 유체 역학적 캐비테이션은 액체의 흐름 특성과 수축 또는 장애물의 기하학적 구조에 의존하기 때문에 제어하기가 더 어렵습니다. 또한 노즐이 막히기 쉬워 공정 중단과 노동 집약적인 청소가 발생합니다.
3. 거의 모든 재료를 처리 할 수 있습니다 : Venturi 노즐 및 기타 유체 역학적 유동 반응기는 고체 및 특히 연마 물질을 처리하는 데 어려움이 있지만 초음파 캐비테이터는 거의 모든 유형의 재료를 안정적으로 처리 할 수 있습니다. 초음파 캐비테이션 반응기는 막힘없이 높은 고체 하중, 연마 입자 및 섬유질 재료도 균질화 할 수 있습니다.
4. 더 큰 안정성: 음향 캐비테이션에 의해 생성된 증기 캐비티가 액체 전체에 더 균일하게 분포되는 경향이 있기 때문에 음향 캐비테이션은 일반적으로 유체역학적 캐비테이션보다 더 안정적입니다. 대조적으로, 유체역학적 캐비테이션은 고도로 국부적인 증기 공동을 생성할 수 있으며 고르지 않거나 불안정한 흐름 패턴으로 이어질 수 있습니다.
5. 더 큰 다양성: 음향/초음파 캐비테이션은 균질화, 혼합, 분산, 유화, 추출, 용해 및 세포 붕괴뿐만 아니라 초음파 화학을 포함한 광범위한 응용 분야에서 사용할 수 있습니다. 대조적으로, 유체 역학 캐비테이션은 주로 흐름 제어 및 유체 역학 응용 분야를 위해 설계되었습니다.
   전반적으로 음향 캐비테이션은 유체역학적 캐비테이션에 비해 더 큰 제어, 효율성, 안정성 및 다양성을 제공하므로 수많은 산업 응용 분야에 매우 유용한 기술입니다.

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