Hielscher ultraljud teknik

Ultrasonic Kavitation i vätskor

Ultraljud vågor av hög intensitet ultraljud generera kavitation i vätskor. Kavitation orsakar extrema effekter lokalt, såsom flytande jets på upp till 1000km/h, tryck på upp till 2000atm och temperaturer upp till 5000 Kelvin.

Bakgrund

Ultraljud vågor av hög intensitet ultraljud generera kavitation i vätskor.När sonicera vätskor vid höga intensiteter, ljud vågor som propagerar i flytande Media resultera i omväxlande högtrycks (kompression) och lågtrycks (förtunning) cykler, med priser beroende på frekvensen. Under lågtrycks cykeln skapar hög intensiva ultraljudsvågor små vakuum bubblor eller håligheter i vätskan. När bubblorna uppnår en volym där de inte längre kan absorbera energi, kollapsar de våldsamt under en högtrycks cykel. Detta fenomen kallas kavitation. Under implosionen mycket höga temperaturer (ca. 5, 000K) och pressar (ca. 2, 000atm) nås lokalt. Implosion av kavitation bubblan resulterar också i flytande jets av upp till 280 m/s hastighet.

Video

Kavitation inducerad av UIP2000hd Videon (Hämta, 1.69 MB, MPEG1-codec) till vänster visar en sonotrode i ett glasrör, som är fylld med vatten. Den höga amplitud som genereras av UIP2000hd ultraljud processorn inducerar kavitation bubblor. Rött ljus från botten av röret gör vakuum bubblor synliga. Den faktiska diametern på röret är ca 150MM. Installationen inuti ett flödes kärl är jämförbar med den i videon. Inträngning av vätskan genom kavitation är mycket synlig. För att ladda ner videon, vänligen klicka på bilden till höger.

Program

Effekterna kan användas i vätskor för många processer, t ex för blandning och blandning, deagglomeration, fräsning och cell sönderfall. I synnerhet sprutar ut kick skjuvning av flyt anden orsakar spricka på partikel ytbehandlar och Inter-Particle kollisioner.

Litteratur


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