Hielscher Echografietechniek

Ultrasone cavitatie in vloeistoffen

Ultrasone golven met hoge intensiteit ultrageluid genereren van cavitatie in vloeistoffen. Cavitatie veroorzaakt extreme effecten lokaal, zoals vloeibare stralen tot 1000 km / h, drukken tot 2000atm en temperaturen tot 5000 Kelvin.

Achtergrond

Ultrasone golven met hoge intensiteit ultrageluid genereren van cavitatie in vloeistoffen.Wanneer sonicating vloeistoffen bij hoge intensiteiten de geluidsgolven die zich voortplanten in de vloeibare media resulteren in afwisselend hoge druk (compressie) en lage druk (verdunning) cycli, met tarieven afhankelijk van de frequentie. Tijdens de lage-druk-cyclus, hoge intensiteit ultrasone golven creëren kleine vacuüm bellen of holten in de vloeistof. Wanneer de bellen een volume waar zij niet meer energie kan absorberen bereiken, ze instorten hevig tijdens een hoge-drukcyclus. Dit fenomeen wordt aangeduid als cavitatie. Tijdens de implosie zeer hoge temperaturen (ong. 5000 K) en druk (. Ca. 2,000atm) worden lokaal bereikt. De implosie van het cavitatiebel resulteert ook in vloeibare stralen tot 280m / s snelheid.

video

Cavitatie veroorzaakt door UIP2000hd De video (downloaden, 1.69MB, MPEG1-Codec) naar links toont een sonotrode in een glazen buis, die gevuld is met water. De hoge amplitude die door de UIP2000hd ultrasone processor induceert cavitatie bellen. Rood licht vanaf de bodem van de buis maakt het vacuüm bellen zichtbaar. De diameter van de buis is ongeveer 150 mm. De setup in een stroom schip is vergelijkbaar met die in de video. De penetratie van de vloeistof door cavitatie goed zichtbaar. Om de video te downloaden, klik dan op de foto aan de rechterkant.

Toepassing

De effecten kunnen worden gebruikt in vloeistoffen voor vele processen, b.v. voor het mengen en mengen, deagglomeratie, frezen en celdesintegratie. Vooral de hoge afschuiving van de vloeistofstralen veroorzaakt spleet op deeltje oppervlakken en inter-deeltjes botsingen.

Literatuur


Suslick, K.S. (1998): Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology; 4e Ed. J. Wiley & Zonen: New York, 1998, deel 26, 517-541.