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초음파 음향 캐비테이션 에서 Sonochemistry

  • 2015-05-31
2. 어쿠스틱 캐비테이션 Generation of an acoustic bubble

파워 초음파는 Cavitation 의 생성 및 후속 파괴를 통해 액체 배지의 화학적 및 물리적 변화를 향상시킵니다. 거품. 어떤 음파 초음파가 전파됩니다. 배지의 분자에 유도 된 일련의 압축 및 낙엽수가 있습니다. 충분히 높은 전력에서 희박한 원동력은 액체의 분자의 매력적인 힘을 초과 할 수 있습니다 캐비테이션 거품은 양식을 작성합니다. 이러한 기포는 정류 된 확산 I.E.의 소량의 증기 (또는 가스)로 알려진 공정에 의해 자랍니다. 중간에서 거품이 들어갑니다 그 팽창 단계와 완전히 추방되지 않음 압축. 거품은 특정 주파수 적용을위한 평형 크기로 몇 사이클의 기간 동안 자랍니다. 그것은 이것들의 운명입니다 거품 언제 그들은 화학적 및 기계적 효과 (그림 2.1)의 에너지를 생성하는 후속 압축 사이클에서 붕괴됩니다. 캐비테이션 Bubble Collapse는 소리의 힘에 의해 액체 전체에서 유발 된 현상입니다. 20kHz의 초음파 주파수의 수성 시스템에서 각 캐비테이션 거품 붕괴가 현지화 된 "핫스팟"역할을합니다. 1000 대기를 초과하는 약 4,000 k의 온도와 압력을 발생시킵니다. [1-3].

그림 2.1 : 어쿠스틱 거품의 생성

캐비테이션 거품은 에 따라 액체 매체 내에 다양한 효과가 있습니다. 생성 된 시스템의 유형. 이들 시스템은 균일 한 액체로 분할 될 수 있고 이질적 인 고체 / 액체 이질적으로 액체 / 액체 화학 시스템 내 이들 3 개의 그룹은 대부분의 처리 상황을 나타냅니다.

2.1 균질 액체 상 반응

Acoustic cavitation in a homogeneous liquid

(i) 벌크 액체에서 Imm 반대적으로 거품 주변 어디서 버블의 급속한 붕괴는 기계적 효과를 일으킬 수있는 전단력을 생성합니다.

(ii) 거품에 자체 어디서 도입 된 모든 종을 도입했습니다 그 형성은 화학 물질로 이어지는 붕괴에 대한 온도 및 압력의 극단적 인 조건을 받게됩니다. (그림 2.2)

그림 2.2 : 어쿠스틱 캐비테이션 균질 한 액체에서

2.2 캐비테이션 표면 근처Cavitation bubble collapse at or near a solid surface

다릅니다. 캐비테이션 벌크 액체의 거품 붕괴, 캐비테이션의 붕괴 표면에 거품이 있거나 가까운 곳에 uns. ymmetrical 왜냐하면 때문에 표면은 그 측면에서 액체 흐름에 대한 저항을 제공합니다. 그 결과 표면에서 표적으로 표적화 된 강력한 액체 분사가 형성되는 표면으로부터 버블 리모트의 측면에서 주로 액체의 돌출부가 발생합니다. (그림 2.3) 효과는 고압 분사와 동일하며 초음파가 청소를 위해 사용되는 이유입니다. 이 효과는 또한 고체 촉매를 활성화시키고 계면 경계 층을 파괴함으로써 표면으로 질량 및 열 전달을 증가시킬 수 있습니다.

그림 2.3 : 캐비테이션 단단한 표면의 거품 붕괴

2.3 헤테로 겐 Acoustic cavitation in a liquid with a suspended powder Eous 분말 - 액체 반응

어쿠스틱 캐비테이션 ~ 할 수있다 produ 액체에 현탁 된 분말에 대한 CE 극적인 영향 (그림 2.4) 표면 불완전 또는 갇힌 가스는 Cavitation 입자의 표면에 버블 형성 및 후속 표면 붕괴는 입자를 끊는 충격파를 초래할 수 있습니다. 캐비테이션 입자 근처의 액체상의 거품 붕괴는 그것을 신속하게 강제로 강제로 강제로 강제로 강제로 강제로합니다. 아래 상황 일반적인 분산 효과가 인터폴처 침식, 표면 청소 및 입자 및 입자 크기 감소의 젖음을 초래할 수있는 충돌.

그림 2.4 : 어쿠스틱 캐비테이션 부유 분말이있는 액체에서

Cavitation effects in a heterogeneous liquid/liquid system

이질적으로 액체 / 액체 반응, 캐비티션 인터페이스의 또는 그 근처에서 붕괴하면 혼란이 발생합니다이온 및 혼합, 매우 미세한 유제 (그림 2.5)의 형성을 초래합니다.

그림 2.5 : 캐비테이션 이질적 인 액체의 효과 / 액체 체계

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