Cavitație acustică vs hidrodinamică pentru aplicații de amestecare
Cavitație pentru amestecare și amestecare: Există o diferență între cavitația acustică și cea hidrodinamică? Și de ce ar putea o tehnologie de cavitație să fie mai bună pentru procesul dvs.?
cavitație acustică – De asemenea, cunoscut sub numele de cavitație cu ultrasunete – și cavitația hidrodinamică sunt ambele forme de cavitație, care este procesul de creștere și colaps al cavităților de vid într-un lichid. Cavitația acustică apare atunci când un lichid este supus undelor cu ultrasunete de înaltă intensitate, în timp ce cavitația hidrodinamică apare atunci când un lichid curge printr-o constricție sau în jurul unui obstacol (de exemplu, duza Venturi), determinând scăderea presiunii și formarea cavităților de vapori.
Forțele de forfecare cavitaționale sunt utilizate pentru omogenizarea, amestecarea, dispersarea, emulsionarea, perturbarea celulelor, precum și pentru inițierea și intensificarea reacțiilor chimice.
Cavitație cu ultrasunete la sonda cascatrodă a ultrasonicator UIP1000hdT (1000 wați, 20kHz) într-un reactor de sticlă.
Aflați aici ce diferențe există între cavitația acustică și hidrodinamică și de ce ați putea dori să alegeți un ultrasonicator de tip sondă pentru procesul dvs. condus de cavitație:
Avantajele cavitației acustice față de cavitația hidrodinamică
- Mai eficient: Cavitația acustică este, în general, mai eficientă la producerea cavităților de vid, deoarece energia necesară pentru a produce cavitație este de obicei mai mică decât în cavitația hidrodinamică. Prin urmare, cavitatorii pe bază de ultrasunete și reactoarele de cavitație sunt mai eficiente din punct de vedere energetic și mai economice. Ecografia este metoda cea mai eficientă din punct de vedere energetic pentru a produce cavitație. Cavitație acustică? ultrasonică generată de sondă-ultrasonicators previne crearea de frecare inutilă. Sonda cu ultrasunete oscilează perpendicular, împiedicând generarea de frecare inutilă, risipitoare de energie. Spre deosebire de cavitația acustică, cavitația hidrodinamică utilizează sisteme rotor-stator sau duză pentru a genera cavitație. Ambele tehnici – rotoare-statoare și duze – provoacă frecare, deoarece motorul trebuie să conducă piese mecanice mari. Dacă studiile pretind eficiența energetică a cavităților hidrodinamice, acestea iau în considerare doar puterea nominală a tehnologiei respective și neglijează consumul real de energie. În mod normal, aceste studii nu iau în considerare pierderea energiei de frecare, care este un efect bine cunoscut și nedorit al tehnologiilor de cavitație hidrodinamică.
- Control mai mare: Cavitația acustică poate fi mai ușor controlată și reglată, deoarece intensitatea undelor cu ultrasunete poate fi ajustată cu precizie pentru a produce nivelul dorit de cavitație. În schimb, cavitația hidrodinamică este mai dificil de controlat, deoarece depinde de caracteristicile de curgere ale lichidului și de geometria constricției sau obstacolului. În plus, duzele sunt predispuse la înfundare, ceea ce duce la întreruperi ale procesului și la curățarea intensă a forței de muncă.
- Poate manipula aproape toate materialele: În timp ce o duză Venturi și alte reactoare cu flux hidrodinamic au dificultăți în manipularea solidelor și în special a materialelor abrazive, cavitatorii cu ultrasunete pot procesa în mod fiabil aproape orice tip de material. Reactoarele de cavitație cu ultrasunete pot omogeniza chiar și încărcături solide mari, particule abrazive și materiale fibroase fără înfundare.
- Stabilitate mai mare: Cavitația acustică este, în general, mai stabilă decât cavitația hidrodinamică, deoarece cavitățile de vapori produse de cavitația acustică tind să fie distribuite mai uniform în lichid. În schimb, cavitația hidrodinamică poate produce cavități de vapori care sunt foarte localizate și pot duce la modele de curgere inegale sau instabile.
- Versatilitate mai mare: Cavitația acustică? cu ultrasunete poate fi utilizată într-o gamă largă de aplicații, inclusiv omogenizarea, amestecarea, dispersarea, emulsionarea, extracția, liza și dezintegrarea celulelor, precum și pentru sonochimia. În schimb, cavitația hidrodinamică este concepută în primul rând pentru aplicații de control al fluxului și mecanică a fluidelor.
În general, cavitația acustică oferă un control mai mare, eficiență, stabilitate și versatilitate în comparație cu cavitația hidrodinamică, făcându-l o tehnică foarte utilă pentru numeroase aplicații industriale.
Reactoare de cavitație cu ultrasunete
Hielscher Ultrasonics vă oferă o varietate de sonde cu ultrasunete de grad industrial și reactoare de cavitație. Toate ultrasonicators Hielscher și reactoare de cavitație sunt proiectate pentru aplicații de înaltă intensitate și funcționare 24/7 sub sarcină maximă.
Proiectare, fabricație și consultanță – Calitate Made in Germany
Hielscher cavitatoare cu ultrasunete sunt bine-cunoscute pentru cele mai înalte standarde de calitate și design. Robustețea și operarea ușoară permit integrarea fără probleme a cavitatorilor noștri cu ultrasunete în instalațiile industriale. Condiții dure și medii solicitante sunt ușor de manipulat de cavitatorii cu ultrasunete Hielscher.
Hielscher Ultrasonics este o companie certificată ISO și pune un accent deosebit pe ultrasonicators de înaltă performanță cu tehnologie de ultimă oră și ușurință în utilizare. Desigur, ultrasonicators Hielscher sunt conforme CE și îndeplinesc cerințele UL, CSA și RoHs.
De ce Hielscher Ultrasonics?
- eficiență ridicată
- tehnologie de ultimă generație
- fiabilitate & robustețe
- Lot & Inline
- pentru orice volum – de la flacoane mici la camioane pe oră
- dovedit științific
- Software inteligent
- Caracteristici inteligente (de exemplu, protocoale de date)
- CIP (curățare pe loc)
- operare simplă și sigură
- instalare ușoară, întreținere redusă
- benefic din punct de vedere economic (mai puțină forță de muncă, timp de procesare, energie)
Dacă sunteți interesat de tehnica de cavitație cu ultrasunete, procese și gata de operare sisteme de cavitator cu ultrasunete, vă rugăm să ne contactați știu. Personalul nostru cu experiență îndelungată va fi bucuros să discute cererea dvs. cu dvs.!
Tabelul de mai jos vă oferă o indicație a capacității aproximative de procesare a ultrasonicators noastre:
| Volumul lotului | Debitul | Dispozitive recomandate |
|---|---|---|
| 1 până la 500 ml | 10 până la 200 ml/min | UP100H |
| 10 până la 2000 ml | 20 până la 400 ml? min | UP200Ht, UP400St |
| 0.1 până la 20L | 00.2 până la 4L? min | UIP2000hdT |
| 10 până la 100L | 2 până la 10L? min | UIP4000hdT |
| 15 până la 150L | 3 până la 15L? min | UIP6000hdT |
| n.a. | 10 până la 100L? min | UIP16000 |
| n.a. | mai mare | grup de UIP16000 |
Contactează-ne!? Întreabă-ne!
Hielscher Ultrasonics produce omogenizatoare cu ultrasunete de înaltă performanță pentru aplicații de amestecare, dispersie, emulsionare și extracție pe laborator, pilot și scară industrială.
Literatură? Referințe
- 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 produce omogenizatoare cu ultrasunete de înaltă performanță de la Laborator spre dimensiunea industrială.