Понятие кавитации и ее применение
Что такое кавитация?
Явление кавитации извествно науке и технике немногим больше сотни лет. Впервые это явление обнаружил английский ученый Рейнольдс на английских миноносцах.
"Кавитус" в переводе с латыни означает "Вакуум"
Кавитация отличается от обычного кипения тем, что при повышении относительной скорости потока относительно тела, понижается давление потока до давления насыщенных паров (ваккума). При этом жидкость вскипает, и образуются кавитационные парогазовые пузырьки микроскопических размеров. Кавитационные пузырьки, попадая в область повышенного давления, схлопываются (замыкаются, конденсируются) кумулятивными струйками в точки. В этих точках, а их огромное количество, кумулятивные эффекты приводят к точечному повышению давлений до десятков тысяч атмосфер, с образованием точечных температур в десятки тысяч градусов по Кельвину. Кроме того, резкое (внезапное) исчезновение кавитационных пузырьков приводит к образованию гидравлических ударов, и как следствие к созданию волны сжатия и растяжения в жидкости с ультразвуковой частотой. Если ударная волна встречает на своем пути препятствие, то она разрушает его поверхность. Кавитационных пузырьков довольно много и схлопывание их происходит много тысяч раз в секунду, поэтому кавитация может привести к значительным разрушениям.
Энергия схлопывающихся пузырьков расходуется на излучение ударных волн, локальный нагрев газа, содержащегося в сжимающихся кавитационных полостях, возбуждение сонолюминисценции, образование свободных радикалов, а также на создание шума.
Совместное воздействие кумулятивных струек, гидродинамических ударов и ультразвукового поля приводят к:
- стерилизации обрабатываемой жидкости
- эмульгированию обычно несмешиваемых продуктов (мазут, вода)
- разрыву длинных полимерных цепей в нефтепродуктах, переводу их в новое структурное состояние
- измельчению (диспергированию) до микронного уровня твердых частиц в жидкости
- гомогенизации обрабатываемого продукта
- интенсификации химических реакций в десятки и порой даже тысячи раз и т.д.
В результате многолетнего труда исследователей и специалистов нашей компании, удалось использовать явление кавитации в полезном направлении. Нами было создано оборудование целого ряда модификаций, которое может быть использовано в различных технологических процессах.