De drijvende kracht achter ultrasone cavitatiebehandeling

Vloeistofblootstelling aan echografie met hoge intensiteit kan akoestische cavitatie veroorzaken. Dit fenomeen kan meestal worden gezien als een bellenwolk die is gevormd in de buurt van een ultrasone bron (zoals een ultrasone hoorn) en wordt beschouwd als een sterk sissend geluid. Cavitatie is een lagedrukholte (dwz vacuümbel of holte) gevormd in een vloeistof, die continu toeneemt, kort oscilleert en vervolgens asymmetrisch implodeert met enorme intensiteit.

Chemische en fysische effecten van cavitatie:

De ineenstorting van gewelddadig schuim veroorzaakt een lokale extreme temperatuur (~ 5000 graden), verwarming /koelsnelheid (~ 10 miljard graden /s) en druk (~ 1000 atm) in cavitatie, genereert vrije radicalen en veroorzaakt veel chemische (chemische) reacties ( zoals oxideren van verontreinigende stoffen, sterilisatie, polymerisatie, desulfurisatie, afbraak met lange ketens, enz.). Tegelijkertijd genereert het cavitatieveld stroming, extreem snelle micro -jets (ongeveer 500 m/sec) en enorme afschuifkrachten, het bevorderen van een breed bereik van fysieke (mechanische) effecten zoals emulgering, deeltjesfragmentatie, celfragmentatie, homogenisatie, Dispersie, DE -aggregatie en ontgassing. Onder passende omstandigheden kan cavitatie zelfs licht genereren - een effect dat bekend staat als sonoluminescentie.

Het pure chemische effect van ultrasone cavitatie wordt tot op zekere hoogte verbeterd met toenemende frequentie, terwijl het mechanische effect een sterke tegengestelde afhankelijkheid heeft met toenemende frequentie. Het ontwerp van industriële ultrasone processors introduceert sterke afschuifkrachten in de verwerkte vloeistof, daarom hebben ze de neiging om aan de onderrand van het ultrasone spectrum (~ 20 kHz) te werken.

Verklaring van potentiële mechanismen:

Het schematische diagram van de dynamiek van cavitatiebellen wordt getoond in de figuur, die de groei en asymmetrische ineenstorting van lagedrukholten illustreert, wat resulteert in het genereren van microjets. Het gelijktijdige voorkomen van bellenoscillatie en belgroei wordt niet weergegeven. Terwijl de bubbel oscilleert en uitbreidt, trekt deze de omringende vloeibare damp en opgelost gas in het binnenste van de bel. Dit proces wordt "rectificatiediffusie" genoemd. De druk in het schuim wordt op een relatief laag niveau gehouden, wat bevorderlijk is voor de uiteindelijke implosie. In de laatste fase van implosie kan de snelheid van de bellenwand de snelheid van het geluid in zijn gas overschrijden. Dit genereert schokgolven in de bubbel (vergelijkbaar met die geproduceerd wanneer een vliegtuig een geluidsbarrière kruist), die de bel afbreekt in kleine fragmenten die vervolgens het startpunt worden voor verdere cavitatiegebeurtenissen.

Bescherm uw gehoor:

De ineenstorting van cavitatiebellen die tijdens het echografie worden gegenereerd, produceert een sterk brede spectrum "sissende" ruis, met decibel die meer dan 100 decibelt. Daarom is het erg belangrijk om voorzorgsmaatregelen voor gezondheid en veiligheid te nemen bij het gebruik van ultrasone vloeibare processors.