Акустична vs гідродинамічна кавітація для змішування
Кавітація для змішування та змішування: Чи є різниця між акустичною та гідродинамічною кавітацією? І чому одна технологія кавітації може бути кращою для вашого процесу?
акустична кавітація – Також відома як ультразвукова кавітація – і гідродинамічна кавітація є обома формами кавітації, яка є процесом зростання та руйнування вакуумних порожнин у рідині. Акустична кавітація виникає, коли рідина піддається впливу ультразвукових хвиль високої інтенсивності, тоді як гідродинамічна кавітація виникає, коли рідина тече через звуження або навколо перешкоди (наприклад, сопло Вентурі), що призводить до падіння тиску та утворення порожнин пари.
Кавітаційні зсувні сили використовуються для гомогенізації, змішування, диспергування, емульгування, руйнування клітин, а також для ініціації та посилення хімічних реакцій.
Ультразвукова кавітація на каскатродному зонді ультразвукового апарату UIP1000hdT (1000 Вт, 20кГц) у скляному реакторі.
Дізнайтеся тут, які відмінності існують між акустичною та гідродинамічною кавітацією та чому ви можете вибрати ультразвуковий пристрій зондового типу для вашого процесу, керованого кавітацією:
Переваги акустичної кавітації перед гідродинамічною кавітацією
- Більш ефективний: акустична кавітація, як правило, більш ефективна при утворенні вакуумних порожнин, оскільки енергія, необхідна для виробництва кавітації, зазвичай нижча, ніж при гідродинамічній кавітації. Тому кавітатори на основі ультразвуку та кавітаційні реактори є більш енергоефективними та економічними. Ультразвук є найбільш енергоефективним методом отримання кавітації. Акустична / ультразвукова кавітація, створювана зондами-ультразвуковими апаратами, запобігає створенню зайвого тертя. Ультразвуковий зонд коливається перпендикулярно, запобігаючи генерації непотрібного тертя, що витрачає енергію. На відміну від акустичної кавітації, гідродинамічна кавітація використовує системи ротор-статор або сопла для генерації кавітації. Обидві техніки – ротори-статори і форсунки – викликають тертя, так як мотору доводиться приводити в рух великі механічні деталі. Якщо дослідження стверджують енергетичну ефективність гідродинамічних кавітацій, вони враховують лише номінальну потужність відповідної технології та нехтують фактичним споживанням електроенергії. Ці дослідження, як правило, не враховують втрату енергії тертя, що є добре відомим і небажаним ефектом технологій гідродинамічної кавітації.
- Більший контроль: акустичну кавітацію можна легше контролювати та регулювати, оскільки інтенсивність ультразвукових хвиль можна точно регулювати для отримання бажаного рівня кавітації. На відміну від цього, гідродинамічну кавітацію складніше контролювати, оскільки вона залежить від характеристик течії рідини та геометрії звуження або перешкоди. Крім того, форсунки схильні до засмічення, що призводить до переривання процесу та трудомісткого очищення.
- Може працювати майже з усіма матеріалами: у той час як сопло Вентурі та інші гідродинамічні проточні реактори мають труднощі з роботою з твердими та особливо абразивними матеріалами, ультразвукові кавітатори можуть надійно обробляти майже будь-який тип матеріалу. Реактори ультразвукової кавітації можуть гомогенізувати навіть високі тверді навантаження, абразивні частинки та волокнисті матеріали без засмічення.
- Більша стабільність: акустична кавітація, як правило, більш стабільна, ніж гідродинамічна, оскільки порожнини пари, що утворюються в результаті акустичної кавітації, мають тенденцію до більш рівномірного розподілу по всій рідині. Навпаки, гідродинамічна кавітація може створювати порожнини пари, які є високолокалізованими та можуть призвести до нерівномірних або нестабільних потоків.
- Більша універсальність: акустична/ультразвукова кавітація може використовуватися в широкому діапазоні застосувань, включаючи гомогенізацію, змішування, диспергування, емульгування, екстракцію, лізис та розпад клітин, а також для сонохімії. На відміну від цього, гідродинамічна кавітація в першу чергу призначена для керування потоком і застосування в механіці рідини.
Загалом, акустична кавітація забезпечує більший контроль, ефективність, стабільність і універсальність порівняно з гідродинамічною кавітацією, що робить її дуже корисною технікою для численних промислових застосувань.
Реактори ультразвукової кавітації
Hielscher Ultrasonics пропонує вам різноманітні ультразвукові зонди промислового класу та кавітаційні реактори. Всі ультразвукові апарати та кавітаційні реактори Hielscher призначені для високоінтенсивних застосувань та роботи 24/7 при повному навантаженні.
Проектування, виробництво та консалтинг – Якість зроблено в Німеччині
Ультразвукові кавітатори Hielscher добре відомі своїми найвищими стандартами якості та дизайну. Надійність і простота експлуатації дозволяють плавно інтегрувати наші ультразвукові кавітатори в промислові об'єкти. З важкими умовами та складними умовами легко справляються ультразвукові кавітатори Hielscher.
Hielscher Ultrasonics є сертифікованою компанією ISO і приділяє особливу увагу високопродуктивним ультразвуковим апаратам, які відрізняються найсучаснішими технологіями та зручністю для використання. Звичайно, ультразвукові апарати Hielscher відповідають вимогам CE та відповідають вимогам UL, CSA та RoHs.
Чому Hielscher Ultrasonics?
- високий ККД
- Найсучасніші технології
- надійність & Надійності
- Пакетний & Вбудовані
- для будь-якого обсягу – від невеликих флаконів до вантажівок на годину
- Науково доведено
- Інтелектуальне програмне забезпечення
- інтелектуальні функції (наприклад, протоколювання даних)
- CIP (прибирання на місці)
- Проста і безпечна експлуатація
- Простий монтаж, низькі витрати на обслуговування
- економічно вигідні (менше робочої сили, часу обробки, енергії)
Якщо вас цікавить техніка, процеси ультразвукової кавітації та готові до експлуатації ультразвукові кавітаторні системи, будь ласка, зв'яжіться з нами. Наші досвідчені співробітники будуть раді обговорити з Вами Вашу заявку!
Наведена нижче таблиця дає уявлення про приблизну потужність обробки наших ультразвукових апаратів:
| Об'єм партії | Витрата | Рекомендовані пристрої |
|---|---|---|
| Від 1 до 500 мл | Від 10 до 200 мл/хв | UP100H |
| Від 10 до 2000 мл | Від 20 до 400 мл/хв | UP200Ht, UP400St |
| 0від 1 до 20 л | 0від .2 до 4 л/хв | UIP2000HDT |
| Від 10 до 100 л | Від 2 до 10 л/хв | UIP4000HDT |
| Від 15 до 150 л | Від 3 до 15 л/хв | UIP6000HDT |
| Н.А. | Від 10 до 100 л/хв | UIP16000 |
| Н.А. | Більше | кластер UIP16000 |
Зв'яжіться з нами! / Запитайте нас!
Hielscher Ultrasonics виробляє високоефективні ультразвукові гомогенізатори для змішування, диспергування, емульгування та екстракції в лабораторних, пілотних та промислових масштабах.
Література / Список літератури
- 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 виробляє високоефективні ультразвукові гомогенізатори з Лабораторії до промислові розміри.