Úvod do ultrazvukových manipulátorů kapalin

Úvod do principu ultrazvukového kapalného procesoru:

Když se ultrazvukové vlny šíří v kapalném médiu, vzniká řada mechanických, tepelných, optických, elektrických a chemických účinků mechanickými, kavitačními a tepelnými účinky. Zvláště vysoce výkonné ultrazvukové vlny vytvoří silnou kavitaci, která lokálně vytvoří okamžitou vysokou teplotu, vysoký tlak, vakuum a mikroproud.

Jako fyzikální prostředek a nástroj může ultrazvuková technologie produkovat řadu podmínek blízkých maximu v médiu běžně používaném v chemických reakcích. Tato energie může nejen stimulovat nebo podporovat mnoho chemických reakcí, urychlit chemické reakce a dokonce změnit některé chemické reakce. Směr chemické reakce vyvolává některé neočekávané účinky a zázraky. Obecně se předpokládá, že výskyt výše uvedených jevů je způsoben především mechanickým působením a kavitací ultrazvuku, které jsou výsledkem změny reakčních podmínek a prostředí.

1. Sonochemie je vznikající interdisciplinární předmět, který se týká především použití ultrazvukových vln k urychlení chemických reakcí nebo spuštění nových reakčních kanálů ke zlepšení výtěžků chemických reakcí nebo získání nových produktů chemické reakce. Hlavní hnací síla sonochemické reakce pochází z akustické kavitace, z vysoké teploty (vyšší než 5 000K), vysokého tlaku (většího než 2,03×108Pa), rázové vlny nebo mikrotrysku a dalších fyzikálních stavů, které doprovázejí implozi kavitační bubliny.

2. Aplikace sonochemie Sonochemie má širokou škálu aplikací, které lze zhruba rozdělit do 9 kategorií.

Jsou to: biochemie, analytická chemie, katalytická chemie, elektrochemie, fotochemie, chemie životního prostředí, chemické zpracování minerálů, extrakce a separace, syntéza a degradace.

Mechanické působení ultrazvukového kapalného procesoru - zavedení ultrazvukových vln do systému chemické reakce, ultrazvukové vlny mohou způsobit, že se látky násilně násilně pohybují a generují jednosměrnou sílu pro urychlení přenosu a difúze látek, které mohou nahradit mechanické míchání ve vhodném rozsahu. Z mikroskopického hlediska se výrazně zvyšuje pravděpodobnost kontaktu a kolize mezi reaktanty, takže rychlost chemické reakce je výrazně zrychlena.

Ultrazvuková kavitace kapalného procesoru - V některých případech souvisí generování ultrazvukových účinků s mechanismem kavitace. Akustická kavitace se týká výskytu drobných vzduchových bublin (dutin) existujících v kapalině působením zvukových vln. Řada dynamických procesů: oscilace, expanze, kontrakce a dokonce kolaps. Tam, kde dochází k kavitaci, se místní stav kapaliny značně mění, což vede k extrémně vysoké teplotě a vysokému tlaku. Poskytuje nové a velmi speciální fyzikálně-chemické prostředí pro chemické reakce, které je obtížné nebo nemožné dosáhnout za obecných podmínek

Ultrazvukový manipulátor s kapalinami katalyzuje chemickou reakci -—

(1) Podmínky vysoké teploty a vysokého tlaku přispívají k rozkladu reaktantů na volné radikály a dvojmocný uhlík, čímž vznikají aktivnější reaktivní druhy;

2) Rázové vlny a mikrotrysky mají desorpční a čisticí účinky na pevné povrchy (jako jsou katalyzátory), které mohou odstranit produkty povrchové reakce nebo meziprodukty a pasivační vrstvy na povrchu katalyzátorů;

3) Rázová vlna může poškodit strukturu reaktantu;

4) disperzní reaktační systém;

(5) Ultrazvuková kavitace eroduje kovový povrch, rázová vlna způsobuje deformaci kovové mřížky a tvorbu vnitřní deformační zóny, což zlepšuje chemickou reaktivitu kovu;

(6) Podporovat rozpouštědlo, aby proniklo hluboko do pevné látky, což vede k tzv. Inkluzní reakci;

(7) Zlepšit dispergovatelnost katalyzátoru.