Công nghệ siêu âm Hielscher

Cavitation Siêu âm trong chất lỏng

Sóng siêu âm cường độ cao siêu âm tạo ra cavitation trong chất lỏng. Cavitation gây ra hiệu ứng cực đoan tại địa phương, chẳng hạn như máy bay phản lực chất lỏng lên đến 1000km/giờ, áp lực lên đến 2000atm và nhiệt độ lên đến 5000 Kelvin.

Lý lịch

Sóng siêu âm cường độ cao siêu âm tạo ra cavitation trong chất lỏng.Khi sonicating chất lỏng ở cường độ cao, các sóng âm thanh Lan truyền vào các phương tiện thông khí chất lỏng dẫn đến xen kẽ áp lực cao (nén) và áp suất thấp (rarefaction) chu kỳ, với mức giá tùy thuộc vào tần số. Trong chu kỳ áp suất thấp, sóng siêu âm cường độ cao tạo ra bong bóng chân không nhỏ hoặc khoảng trống trong chất lỏng. Khi các bong bóng đạt được một khối lượng mà tại đó họ không còn có thể hấp thụ năng lượng, chúng sụp đổ dữ dội trong một chu kỳ áp suất cao. Hiện tượng này được gọi là cavitation. Trong quá trình nổ nhiệt độ rất cao (xấp xỉ. 5.000 k) và áp suất (xấp xỉ 2.000 ATM) đạt được tại địa phương. Sự nổ của bong bóng cavitation cũng kết quả trong máy bay phản lực chất lỏng lên đến 280m/s vận tốc.

Video

Cavitation gây ra bởi UIP2000hd Video (Tải về, 1.69 MB, MPEG1-codec) bên trái cho thấy một sonotrode trong một ống thủy tinh, đó là đầy nước. Biên độ cao được tạo ra bởi UIP2000hd bộ vi xử lý siêu âm gây ra bong bóng cavitation. Ánh sáng đỏ từ dưới cùng của ống làm cho các bong bóng chân không nhìn thấy. Đường kính thực tế của ống là khoảng 150mm. Các thiết lập bên trong một dòng chảy được so sánh với điều đó trong video. Sự xâm nhập của chất lỏng bằng cavitation là rất có thể nhìn thấy. Để tải về các video, xin vui lòng bấm vào hình bên phải.

Ứng dụng

Các hiệu ứng có thể được sử dụng trong các chất lỏng cho nhiều quá trình, ví dụ như để pha trộn và pha trộn, deagglomeration, phaySự tan rã tế bào. Đặc biệt, cắt cao của các máy bay phản lực chất lỏng gây ra vết nứt ở bề mặt hạt và va chạm giữa các hạt.

Văn chương


Suslick, KS (1998): Công nghệ hóa học Kirk-Othmer; Ed. J. Wiley thứ 4 & Con trai: New York, 1998, vol. 26, 517-541.