Akustična vs Hidrodinamična kavitacija za mešanje aplikacij
Kavitacija za mešanje in mešanje: Ali obstaja razlika med akustično in hidrodinamično kavitacijo? In zakaj bi bila ena tehnologija kavitacije boljša za vaš proces?
akustična kavitacija – znana tudi kot ultrazvočna kavitacija – in hidrodinamična kavitacija sta obe obliki kavitacije, ki je proces rasti in kolapsa vakumskih votlin v tekočini. Akustična kavitacija se pojavi, ko se tekočina podvrže ultrazvočnim valovom visoke intenzivnosti, medtem ko se hidrodinamična kavitacija pojavi, ko tekočina poteče skozi konstrikcijo ali okoli ovire (npr. Venturi šoba), kar povzroča padec tlaka in hlapne votline.
Kavitacijske omejevalne sile se uporabljajo za homogenizacijo, mešanje, razpršitev, emulgiranje, motnje celic kot tudi za začetek in intenzivne kemične reakcije.
Ultrazvočna kavitacija na sondi kaskatrode ultrazvočnega UIP1000hdT (1000 vatov, 20kHz) v steklenem reaktorju.
Tukaj izvedite, kakšne razlike obstajajo med akustično in hidrodinamično kavitacijo in zakaj bi morda želeli izbrati ultrazvočnitor tipa sonde za vaš proces, ki ga vodi kavitacija:
Prednosti akustične kavitacije pred hidrodinamično kavitacijo
- Učinkovitejše: Akustična kavitacija je na splošno učinkovitejša pri proizvodnji votlin, saj je energija, potrebna za proizvodnjo kavitacije, običajno nižja kot v hidrodinamični kavitati. Zato so kavitatorji na osnovi ultrazvoka in kavitacijni reaktorji energetsko učinkovitejši in varčnejši. Ultrazvok je energetsko najbolj učinkovita metoda za izdelavo kavitacije. Akustična / ultrazvočna kavitacija, ki jo proizvajajo sonda-ultrasonicatorji preprečuje ustvarjanje nepotrebnega trenja. Ultrazvočna sonda niha pravokotno preprečuje nastajanje nepotrebnega, zapravljanja energije trenja. V nasprotju z akustično kavitacijo hidrodinamična kavitacija uporablja sisteme rotor-stator ali šobe za ustvarjanje kavitacije. Obe tehniki – rotor-statorji in šobe – povzroči trenje, saj mora motor voziti velike mehanske dele. Če študije trdijo energetsko učinkovitost hidrodinamičnih kavitarij, upoštevajo samo nominalno moč zadevne tehnologije in zanemarjajo dejansko porabo energije. Te študije običajno ne obravnavajo izgube energije trenja, ki je dobro znan in nezaželeni učinek hidrodinamičnih kavitacijskih tehnologij.
- Večji nadzor: Akustično kavitacijo je mogoče lažje nadzorovati in regulirati, saj se lahko intenzivnost ultrazvočnih valov natančno prilagodi tako, da pride do želene ravni kavitacije. Nasprotno pa je hidrodinamično kavitacijo težje nadzorovati, saj je odvisna od značilnosti pretoka tekočine in geometrije konstrikcije ali ovire. Poleg tega so šobe zamašne, kar ima za posledice prekinitve procesa in delovno intenzivno čiščenje.
- Lahko obravnava skoraj vse materiale: Medtem ko Venturi šoba in drugi hidrodinamični tok reaktorji imajo težave z obdelavo trdnih snovi in zlasti abrazivnih materialov, ultrazvočni kavitatorji lahko zanesljivo obdelujejo skoraj vsako vrsto materiala. Ultrazvočni kavitacijske reaktorji lahko homogenizirajo tudi visoke trdne obremenitve, abrazivne delce in vlaknate materiale brez zamašitev.
- Večja stabilnost: Akustična kavitacija je na splošno bolj stabilna kot hidrodinamična kavitacija, saj se hlapne votline, ki jih proizvaja akustična kavitacija, običajno enotneje porazdelijo po vsej tekočini. V nasprotju s tem lahko hidrodinamična kavitacija proizvaja votline pare, ki so zelo lokalizirane in lahko vodijo do neenakomernih ali nestabilnih vzorcev pretoka.
- Večja vsestranskost: Akustična / ultrazvočna kavitacija se lahko uporablja v širokem razponu aplikacij, vključno s homogenizacijo, mešanjem, razprščevanjem, emulgacijo, ekstrakcijo, lysis in razpadom celic, kot tudi za sonokemijo. Nasprotno pa je hidrodinamična kavitacija namenjena predvsem za upravljanje pretoka in za uporabo v mehaniki tekočin.
Na splošno akustična kavitacija ponuja večji nadzor, učinkovitost, stabilnost in vsestranskost v primerjavi s hidrodinamično kavitacijo, zaradi česar je zelo uporabna tehnika za številne industrijske aplikacije.
Ultrazvočni kavitacijni reaktorji
Hielscher Ultrasonics vam ponuja različne industrijske razred ultrazvočne sonde in kavitacijo reaktorjev. Vsi Hielscher ultrazvočni reaktorji in kavitacijni reaktorji so namenjeni za aplikacije visoke intenzivnosti in delovanje 24/7 pod polno obremenitvijo.
Oblikovanje, izdelava in svetovanje – Kakovost izdelana v Nemčiji
Hielscher ultrazvočni kavitatorji so znani po svojih najvišjih standardih kakovosti in oblikovanja. Robustnost in enostavno delovanje omogočata nemoteno vključitev naših ultrazvočnih kavitatorjev v industrijske objekte. Z grobimi pogoji in zahtevnimi okolji lahko ravnajo Hielscher ultrazvočni kavitatorji.
Hielscher Ultrasonics je iso certificirano podjetje in dal poseben poudarek na visokozmogiji ultrasonicators, ki vključujejo najmotejšo tehnologijo in prijaznost uporabnika. Seveda, Hielscher ultrasonicators so CE skladni in izpolnjujejo zahteve UL, CSA in RoHs.
Zakaj Hielscher Ultrazvočna?
- visoka učinkovitost
- Najmotejša tehnologija
- zanesljivost & robustnost
- serije & v vrsti
- za vsako prostornino – od majhnih vial do tovorov tovornjakov na uro
- Znanstveno dokazano
- Inteligentna programska oprema
- pametne funkcije (npr. protokoliranje podatkov)
- CIP (čisto mesto)
- enostavno in varno delovanje
- enostavna namestitev, nizko vzdrževanje
- ekonomsko koristno (manj ljudi, čas predelave, energija)
Če vas zanima ultrazvočna kavitacija tehnika, procesi in sistemi ultrazvočnega kavitatorja, ki so pripravljeni na obratovanje, nas kontaktirajte. Naše dolgotrajno izkušeno osebje bo z veseljem razpravljalo o vaši prijavi z vami!
V spodnji tabeli vam daje podatek o približni zmogljivosti obdelave naših ultrasonicators:
| serija Volume | Pretok | Priporočena naprave |
|---|---|---|
| 1 do 500ml | 10 do 200 ml / min | UP100H |
| 10 do 2000 ml | 20 do 400ml / min | UP200Ht, UP400St |
| 00,1 do 20L | 00,2 do 4L / min | UIP2000hdT |
| 10 do 100L | 2 do 10L / min | UIP4000hdT |
| 15 do 150L | 3 do 15L/min | UIP6000hdT |
| ni podatkov | 10 do 100L / min | UIP16000 |
| ni podatkov | večja | gruča UIP16000 |
Kontaktiraj nas! / Vprašajte nas!
Hielscher Ultrasonics proizvaja visoko zmogljivost ultrazvočnih homogenizatorjev za mešanje aplikacij, disperzijo, emulgiranje in ekstrakcijo na lab, pilot in industrijske lestvice.
Literatura/reference
- 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 proizvaja visoko zmogljivost ultrazvočnih homogenizatorjev iz laboratorij do industrijske velikosti.