Акустическая и гидродинамическая кавитация для смешивания

Кавитация для смешивания и перемешивания: Есть ли разница между акустической и гидродинамической кавитацией? И почему одна технология кавитации может лучше подходить для вашего процесса?
Акустическая кавитация – также известная как ультразвуковая кавитация – и гидродинамическая кавитация представляют собой две формы кавитации, то есть процесса роста и схлопывания вакуумных полостей в жидкости. Акустическая кавитация возникает при воздействии на жидкость высокоинтенсивных ультразвуковых волн, тогда как гидродинамическая кавитация возникает, когда жидкость протекает через сужение или вокруг препятствия (например, сопла Вентури), что приводит к падению давления и образованию паровых полостей.
Кавитационные силы сдвига используются для гомогенизации, смешивания, диспергирования, эмульгирования, разрушения клеток, а также для инициирования и интенсификации химических реакций.

Хотя методы акустической и гидродинамической кавитации используют одно и то же явление и эффект схлопывания кавитационных пузырьков, между этими двумя методами, в которых кавитация создаётся ультразвуком или с помощью сопел Вентури, существует существенная разница.

Интенсивная ультразвуковая обработка создаёт в воде кавитационные пузырьки. Их последующее схлопывание вызывает чрезвычайно сильные механические сдвиговые воздействия в жидкости. Этот эффект разрушает клетки, например при экстракции растительного сырья, или дробит капли масла в воде до очень малого размера (эмульгирование). Благодаря кавитационному эффекту ультразвуковые гомогенизаторы Hielscher являются высокоэффективным средством диспергирования, гомогенизации, эмульгирования и экстракции. Hielscher Ultrasonics производит ультразвуковые зонды мощностью от 50 до 16000 ватт для ультразвуковой обработки в лаборатории и в полномасштабном производстве.

Узнайте здесь, какие различия существуют между акустической и гидродинамической кавитацией и почему вы можете предпочесть ультразвуковой аппарат зондового типа для своего процесса, основанного на кавитации:

Преимущества акустической кавитации перед гидродинамической кавитацией

1. Более высокая эффективность: акустическая кавитация, как правило, эффективнее создаёт вакуумные полости, поскольку для создания кавитации обычно требуется меньше энергии, чем при гидродинамической кавитации. Поэтому ультразвуковые кавитаторы и кавитационные реакторы более энергоэффективны и экономичны. Ультразвук – самый энергоэффективный метод создания кавитации. Акустическая / ультразвуковая кавитация, создаваемая ультразвуковыми аппаратами зондового типа, предотвращает возникновение ненужного трения. Ультразвуковой зонд колеблется перпендикулярно, предотвращая возникновение ненужного трения, приводящего к потерям энергии. В отличие от акустической кавитации, для создания гидродинамической кавитации используются роторно-статорные системы или системы с соплами. Оба метода – роторно-статорные системы и сопла – вызывают трение, поскольку двигатель должен приводить в движение крупные механические детали. Если в исследованиях заявляется об энергоэффективности гидродинамической кавитации, в них учитывается только номинальная мощность соответствующей технологии и игнорируется фактическое энергопотребление. Такие исследования обычно не учитывают потери энергии на трение, которые являются хорошо известным и нежелательным эффектом технологий гидродинамической кавитации.
2. Более широкие возможности управления: акустической кавитацией легче управлять и её легче регулировать, поскольку интенсивность ультразвуковых волн можно точно настраивать для достижения требуемого уровня кавитации. Напротив, гидродинамической кавитацией управлять сложнее, поскольку она зависит от характеристик потока жидкости и геометрии сужения или препятствия. Кроме того, сопла склонны к засорению, что приводит к перерывам в процессе и трудоёмкой очистке.
3. Возможность обработки практически любых материалов: тогда как сопло Вентури и другие гидродинамические проточные реакторы испытывают трудности при обработке твёрдых веществ и особенно абразивных материалов, ультразвуковые кавитаторы могут надёжно обрабатывать практически любые типы материалов. Ультразвуковые кавитационные реакторы могут без засорения гомогенизировать даже материалы с высоким содержанием твёрдой фазы, абразивные частицы и волокнистые материалы.
4. Более высокая стабильность: акустическая кавитация, как правило, стабильнее гидродинамической кавитации, поскольку паровые полости, создаваемые акустической кавитацией, обычно более равномерно распределены по всему объёму жидкости. Напротив, гидродинамическая кавитация может создавать паровые полости, сосредоточенные в отдельных локальных зонах, что может приводить к неравномерному или нестабильному течению.
5. Более широкая универсальность: акустическая / ультразвуковая кавитация может использоваться в широком спектре применений, включая гомогенизацию, смешивание, диспергирование, эмульгирование, экстракцию, лизис и разрушение клеток, а также в сонохимии. Напротив, гидродинамическая кавитация в первую очередь предназначена для управления потоком и задач механики жидкостей.
   В целом акустическая кавитация обеспечивает более широкие возможности управления, более высокие эффективность, стабильность и универсальность по сравнению с гидродинамической кавитацией, что делает её весьма полезным методом для многочисленных промышленных применений.

Ультразвуковые кавитационные реакторы

Hielscher Ultrasonics предлагает вам разнообразные ультразвуковые зонды и кавитационные реакторы промышленного класса. Все ультразвуковые аппараты и кавитационные реакторы Hielscher предназначены для высокоинтенсивных применений и работы 24/7 под полной нагрузкой.
Проектирование, производство и консультирование – качество из Германии
Ультразвуковые кавитаторы Hielscher известны высочайшими стандартами качества и проектирования. Прочность и простота эксплуатации позволяют без затруднений интегрировать наши ультразвуковые кавитаторы в промышленные установки. Ультразвуковые кавитаторы Hielscher легко справляются с суровыми условиями и сложной рабочей средой.

Hielscher Ultrasonics – компания, сертифицированная по ISO, которая уделяет особое внимание высокопроизводительным ультразвуковым аппаратам, отличающимся передовыми технологиями и удобством использования. Разумеется, ультразвуковые аппараты Hielscher соответствуют требованиям CE и отвечают требованиям UL, CSA и RoHs.

Почему Hielscher Ultrasonics?

• высокая эффективность
• передовые технологии
• надёжность и прочность
• периодическая и поточная обработка
• для любого объёма – от небольших флаконов до объёмов, измеряемых грузовиками в час
• научно подтверждено
• интеллектуальное программное обеспечение
• интеллектуальные функции (например, протоколирование данных)
• CIP (безразборная мойка)
• простая и безопасная эксплуатация
• простая установка, минимальное техническое обслуживание
• экономическая выгода (меньше трудозатрат, времени обработки и энергии)

Если вас интересуют технология ультразвуковой кавитации, процессы и готовые к эксплуатации ультразвуковые кавитационные системы, свяжитесь с нами сейчас. Наши сотрудники с многолетним опытом будут рады обсудить с вами вашу задачу!

Приведённая ниже таблица даёт представление о приблизительной производительности наших ультразвуковых аппаратов: