Cavitação ultra-sônica em Líquidos

ondas de ultra-sons de ultrassons de alta intensidade gerar cavitação em líquidos. A cavitação provoca efeitos extremos localmente, tais como jactos de líquido de até 1,000 km / h, as pressões de até 2000atm e temperaturas de até 5000 ° K.

Sobre cavitação ultrassônica

Ultrasonic cavitation at Hielscher's UIP1000hdT (1kW) ultrasonicator
Quando sonicando líquidos em altas intensidades, as ondas sonoras que se propagam para o meio líquido resultar em alternada de alta pressão (compressão) e ciclos de baixa pressão (rarefeitos), com taxas dependendo da frequência. Durante o ciclo de baixa pressão, ondas ultra-sónicas de alta intensidade criar bolhas de vácuo pequenas ou espaços vazios no líquido. Quando as bolhas de atingir um volume em que ela não pode mais absorver a energia, o colapso se violentamente durante um ciclo de alta pressão. Esse fenômeno é denominado cavitação. Durante a implosão temperaturas muito elevadas (aprox. 5.000 K) e pressões (aprox. 2,000atm) são alcançados localmente. A implosão da bolha de cavitação também resulta em jactos de líquido de até 280m / s velocidade.

Cavitação acústica ou ultrassônica: crescimento de bolhas e implosão

A cavitação acústica (gerada pelo ultrassom de energia) cria condições localmente extremas, os chamados efeitos sonoecânicos e sonoquímicos. Devido a esses efeitos, a sonicação promove reações químicas que levam a maiores rendimentos, velocidade de reação mais rápida, novos caminhos e melhor eficiência geral.

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Acoustic cavitation as shown here at the Hielscher ultrasonicator UIP1500hdT is used to initiate and promote chemical reactions. Ultrasonic cavitation at Hielscher's UIP1500hdT (1500W) ultrasonicator for sonochemical reactions.

Cavitação ultrassônica na sonda cascata do ultrassônico UIP1000hdT (1000 watts, 20kHz) em um reator de vidro.

Vídeo de Cavitation Acústico

Este vídeo mostra cavitação ultrassônica/acústica na água - gerada pelo Hielscher UIP1000. A cavitação ultrassônica é usada para muitas aplicações líquidas.

Cavitação Ultrassônica em Líquidos usando o UIP1000

Aplicações de cavitação

Os efeitos podem ser utilizados em líquidos para muitos processos, por exemplo para a mistura e a mistura, a desaglomerao, fresagem e desintegração celular. Em particular, a elevada tensão de corte dos jactos de líquido provoca fissuras na superfície das partículas e colisões inter-partículas.

Esfoliação ultrassônica de grafeno na água

Uma sequência de alta velocidade (de a f) de quadros que ilustram a esfoliação sono-mecânica de um floco de grafite na água usando o UP200S, um ultrassônico de 200W com sonotrode de 3 mm. As setas mostram o lugar da divisão (esfoliação) com bolhas de cavitação penetrando na divisão.
© Tyurnina et al. 2020 (CC BY-NC-ND 4.0 https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/)

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Volume batch Quociente de vazão Dispositivos Recomendados
1 a 500mL 10 a 200 mL / min UP100H
10 a 2000 mL 20 a 400 mL / min UP200Ht, UP400St
0.1 a 20L 00,2 a 4 L / min UIP2000hdT
10 a 100L 2 de 10L / min UIP4000hdT
n / D. 10 a 100L / min UIP16000
n / D. maior aglomerado de UIP16000
Homogeneizadores ultrassônicos de alta cisalhamento são usados em laboratório, bancada, piloto e processamento industrial.

A Hielscher Ultrasonics fabrica homogeneizadores ultrassônicos de alto desempenho para aplicações de mistura, dispersão, emulsificação e extração em escala laboratoria, piloto e industrial.



Literatura / Referências


Ultrassônicos de alto desempenho! A gama de produtos da Hielscher abrange todo o espectro desde o ultrassônico de laboratório compacto sobre unidades de bancada até sistemas ultrassônicos industriais completos.

Hielscher Ultrasonics fabrica homogeneizadores ultrassônicos de alto desempenho de Laboratório para tamanho industrial.