Чудо  - Рациональность - Наука - Духовность

Клуб Исследователь - главная страница

ЖИЗНЕННЫЙ ПУТЬ - это путь исследователя, постигающего тайны мироздания

Чем больше знаешь, тем больше убеждаешься что ни чего не знаешь...

Главная

Библиотека

О клубе
ГАИ "Алтай-Космопоиск"
Путеводитель по Алтаю
Маршруты (походы)
   Туризм

X-files

Наука и технологии

Техника и приборы

Косморитмодинамика

Новости

Фотоальбомы

Видеоальбомы

Карты (треки)

Прогноз погоды

Контакты

Форум

Ссылки, баннеры

 

Наш сайт доступен

на

52 языках

 

 
Если вам понравился сайт, то поделитесь со своими друзьями этой информацией в социальных сетях, просто нажав на кнопку вашей сети.
 
 
 
 
 
  Locations of visitors to this page
LightRay Рейтинг Сайтов YandeG Яндекс цитирования Яндекс.Метрика

 

Besucherzahler

dating websites

счетчик посещений

russian brides

contador de visitas

счетчик посещений

 

 

Здесь

может быть ваша реклама.

 

Наука и технологии

Виртуальный фонд естественнонаучных и научно-технических эффектов "Эффективная физика"
А  Б  В  Г  Д  Е  Ж  З  И  Й  К  Л  М  Н  О  П  Р  С  Т  У  Ф  Х  Ц  Ч  Ш  Щ  Ы  Э  Ю  Я   По связи разделов
Эмульгирование ультразвуковое
Переход одной из взаимно нерастворимых жидкостей в дисперсное состояние в среде другой под действием акустических колебаний

Анимация

Описание

Явление перехода одной из взаимно нерастворимых жидкостей в дисперсное состояние в среде другой под действием акустических колебаний называется ультразвуковым эмульгированием, или, иначе, ультразвуковым диспергированием в жидкости.

Ультразвуковое эмульгирование позволяет получать высокодисперсные, практически однородные и химически чистые эмульсии. Для протекания ультразвукового эмульгирования необходима кавитация, условия возникновения и протекания которой определяют основные зависимости эмульгирования от интенсивности и частоты ультразвука, температуры, давления, наличия растворенных газов и т.п.

Детальный механизм образования капель эмульсии под действием кавитации не известен, существуют лишь гипотезы.

В соответствии с первой из них кавитационная полость в одной из жидкостей вблизи раздела двух фаз в стадии захлопывания увлекает и отрывает капельки от общей массы другой жидкости.

Другая гипотеза объясняет образование эмульсии распадом на капельки кумулятивных струй, образовавшихся при несимметричном захлопывании кавитационных полостей. Эмульгирование начинается, когда интенсивность ультразвука превышает некоторое значение Ith, ниже которого процесс не протекает. Например, Iп  для  систем масло - вода на частоте 25 кГц лежит в пределах от долей Вт/см2 до нескольких Вт/см2. Величина Ith снижается, если эмульгирование протекает вблизи поверхности твердой фазы, инициирующей образование кавитации. При I > Ith скорость образования эмульсии растет с увеличением интенсивности ультразвука. С увеличением времени экспонирования концентрация эмульсии возрастает, достигая некоторого предельного значения. Существование предельной концентрации обусловлено одновременным протеканием процесса противоположного направления - акустической коагуляции - и изменением в ходе процесса условий для возникновения кавитации.

Выражение, описывающее кинетику ультразвукового эмульгирования с учетом протекания коагуляции, имеет вид:

 

,

 

где - объем рассматриваемой эмульсии;

С - концентрация;

А- площадь границы раздела двух жидких фаз;

ab - параметры, зависящие от акустического поля, свойств границы раздела и др. условий;

Aa - скорость образования дисперсной фазы;

bVC- скорость коагуляции;

- показатель коагуляции, равный числу взаимодействующих частиц.

 

Эмульгирование может протекать в широком диапазоне частот; практически используемые частоты не превышают 2…3 МГц. Диаметр капель дисперсной фазы не зависит от интенсивности ультразвука и незначительно зависит от частоты. Так, например, при увеличении частоты ультразвука с 20 КГц до 2 МГц диаметр капель уменьшается лишь вдвое. Минимальный размер капель при ультразвуковом эмульгировании 0,1 мкм.

Образование дисперсной фазы облегчается с понижением вязкости исходных компонентов. С уменьшением межфазного натяжения снижается значение Ith, а при заданных надпороговых значениях I получаются более концентрированные эмульсии.

Временные характеристики

Время инициации (log to от -1 до 0);

Время существования (log tc от 0 до 4);

Время деградации (log td от -1 до 0);

Время оптимального проявления (log tk от 1 до 3).

Диаграмма:

Технические реализации эффекта

Техническая реализация явления

Проще всего залить в лабораторную ультразвуковую ванну смесь воды с подсолнечным маслом и включить  получится эмульсия.

Применение эффекта

Процессы акустического эмульгирования (а часто и сопутствующие им по условиям технологии последующие процессы деэмульгирования) перспективно использовать при мыловарении, при обезвоживании сырых нефтей и очистке нефтяных емкостей и танкеров, в технологии производства пищевых продуктов (сливочного масла, маргарина), при получении битумных (асфальтовых) эмульсий, при переработке эмульсий натурального каучука, получения консистентных смазок, охлаждающих жидкостей для металлообработки, при производстве эмульсионных красок (водо-дисперсионных, водоэмульсионных и латексных) и т.д.

Литература

 1. Ультразвук / Под ред. И.П. Голяминой.- М.: Советская Энциклопедия, 1979.

 2. Бреховских Л.М., Гончаров В.В. Введение в механику сплошных сред.- М.: Наука, 1982.

 3. Акустополяризационные измерения характеристик анизотропии горных пород (методические рекомендации). Апатиты, 1985.

Ключевые слова

  • ультразвук
  • жидкость
  • кавитация
  • дисперсность
  • мелкодисперсная среда
  • капля
  • поверхностное натяжение

Разделы естественных наук:

Акустика
Механические колебания и волны
Ударные и детонационные волны
Упругость и пластичность
Фазовые переходы

Используются в научно-технических эффектах:

Полное название / (Краткое название)
Получение аэрозоля из жидкости с помощью акустических колебаний звукового или ультразвукового диапазона (Акустическое распыление)
Полное название / (Краткое название)

Используемые в научно-технических эффектах совместно с данным эффектом естественнонаучные эффекты:

Полное название / (Краткое название)
1Акустическая кавитация (Акустическая кавитация)
1Переменная часть давления, возникающая в среде при прохождении звуковой волны (Звуковое давление)
Полное название / (Краткое название)

Используются в областях техники и экономики:

1Авиастроение
1Автомобилестроение
1Двигателестроение
1Производство медицинских материалов, средств и изделий
1Производство фармацевтических средств
1Теплоэнергетика и теплотехника
1Электроакустическая, ультразвуковая и инфразвуковая техника
1Электрофизико-химическая обработка

Формализованное описание Показать