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超声波分散技术-HCSONIC
点击次数:499 发布时间:2019-06-12

一个相作为粒子状态,把分散于其他相中的系叫做分散系,把粒子称为分散质或分散相,变为媒质的其他相叫做分散媒或者连续相,这种分散系按分散粒子大小可分为如下三种:宏观(粗大)分散系、胶质分散系、分子分散系。宏观分散系,分散的粒子直径在0. 1μm 以上。

一般构成分散体系的分散相有气体、液体、固体,而分散媒也可以是气体、液体、固体等。其中分散相为液体时,多的是乳状液或是叫做乳剂;与之相对应的分散相为固体时,比较多见的叫做悬浮液;分散相为气体且粒子直径在0.lμm以下的胶质时,被取名叫做泡沫胶体。

功率超声在液体中突出的而为人们广泛知晓的作用是分散效应,超声波在液体里的分散作用,主要依赖液体的超声空化作用。

影响分散效果的两个因素:

  • 超声波冲击力,如果提供使用的分散工具与处理液种类已定,则超声冲击力由处理液的平均压力p、液体间隙C及温度三个因素决定。
  • 超声辐射时间,处理液的流量为Q(cm3),间隙为 c(cm),相对方向的平板面积为S(cm2),则处理液中的特定粒子穿过这个空间的平均需要时间t为: t = cS/Q

要提高超声波分散效果,必须控制处理液的平均压力p、间隙c和超声辐射时间t三个要素。

采用超声波分散,可不需要使用乳化剂,在许多场合超声波乳化可以得到1μm以下的粒子。这种溶液的生成主要是由于分散工具附近的超声波强力空化作用所形成的结果。采用超声波不用乳化剂就能使石蜡在水中分散,其分散的粒子直径达lμm以下。

超声波分散特点通常是振幅小、加速度大。例如频率为20kHz,振幅为50μm的加速度为重力加速度的8万倍。在局部,能集中大功率的超声波分散装置已在食品、燃料、新材料、化妆品、涂料等领域被广泛地应用。

设备的组成

超声波分散设备的组成示意图超声波分散设备的组成示意图

  1. 超声波振动系统,为了获得大功率,其共振频率选在15kHz~20KHz左右;
  2. 超声波发生器,其效率高达90%,且体积小,重量轻,超声发生器与共振系统组成了一个频率自动跟踪系统;
  3. 超声波分散工具,由钛合金或不锈钢制成,具有耐腐蚀性好;振动功率传递要快;耐酸蚀性要好等特点;
  4. 分散容器,当超声波发生器输出高频电压加于超声振动子,经振动子变幅杆机械振幅放大后在分散工具作用下,在容器内进行强烈的分散处理。

频率、颗粒大小之间的关系

  • 频率越高,分散的粒子越细;频率越低,分散的粒子越粗;
  • 从减少噪声的情况看,频率高其噪声小;
  • 功率要求足够大使产生空化的条件必须满足。
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