La forza trainante dietro il trattamento con cavitazione ad ultrasuoni
L'esposizione liquida a ultrasuoni ad alta intensità può causare cavitazione acustica. Questo fenomeno di solito può essere visto come una nuvola di bolle formata vicino a una fonte ad ultrasuoni (come un corno ad ultrasuoni) ed è considerato un suono sibilante forte. La cavitazione è una cavità a bassa pressione (cioè la bolla del vuoto o la cavità) formata in un liquido, che aumenta continuamente, oscilla brevemente e quindi implode asimmetricamente con enorme intensità.
Effetti chimici e fisici della cavitazione:
Il crollo della schiuma violenta provoca temperatura estrema locale (~ 5000 gradi), velocità di riscaldamento /raffreddamento (~ 10 miliardi di gradi /s) e pressione (~ 1000 atm) nella cavitazione, genera radicali liberi e provoca molte reazioni chimiche (chimiche) (chimiche) come ossidando gli inquinanti, la sterilizzazione, la polimerizzazione, la desolfurizzazione, la degradazione della molecola a catena lunga, ecc.). Allo stesso tempo, il campo di cavitazione genera flusso, micro getti estremamente veloci (circa 500 m/sec) e enormi forze di taglio, promuovendo una vasta gamma di effetti fisici (meccanici) come emulsificazione, frammentazione delle particelle, frammentazione cellulare, omogeneizzazione, omogeneizzazione, omogeneizzazione, omogeneizzazione, omogeneizzazione, omogeneizzazione, omogeneizzazione, omogeneizzazione, omogeneizzazione, omogeneizzazione, omogeneizzazione, omogeneizzazione, omogeneizzazione, omogeneizzazione, omogeneizzazione, omogeneizzazione, omogeneizzazione, omogtivamente Dispersione, de -aggregazione e degassamento. In condizioni appropriate, la cavitazione può persino generare luce, un effetto noto come sonoluminescenza.
L'effetto chimico puro della cavitazione ad ultrasuoni è migliorato in una certa misura con l'aumentare della frequenza, mentre l'effetto meccanico ha una forte dipendenza opposta con la frequenza crescente. La progettazione di processori ad ultrasuoni industriali introduce forti forze di taglio al liquido trasformato, quindi tendono a funzionare al bordo inferiore dello spettro ultrasonico (~ 20 kHz).
Spiegazione dei potenziali meccanismi:
Il diagramma schematico della dinamica delle bolle di cavitazione è mostrato nella figura, che illustra la crescita e il collasso asimmetrico delle cavità a bassa pressione, con conseguente generazione di microjet. La presenza simultanea di oscillazione delle bolle e crescita delle bolle non viene visualizzata. Mentre la bolla oscilla e si espande, disegna il vapore liquido circostante e il gas disciolto nell'interno della bolla. Questo processo è chiamato "diffusione della rettifica". La pressione nella schiuma è mantenuta a un livello relativamente basso, che è favorevole alla sua implosione finale. Nella fase finale dell'implosione, la velocità della parete della bolla può superare la velocità del suono all'interno del suo gas. Ciò genera onde d'urto all'interno della bolla (simile a quelle prodotte quando un aereo attraversa una barriera sonora), che abbatteno la bolla in piccoli frammenti che successivamente diventano il punto di partenza per ulteriori eventi di cavitazione.
Proteggi il tuo udito:
Il crollo delle bolle di cavitazione generate durante il processo ecografico produce un forte rumore di "sibilo" ad ampio spettro, con decibel superiori a 100 decibel. Pertanto, è molto importante prendere precauzioni per la salute e la sicurezza quando si utilizzano processori liquidi ad ultrasuoni.
