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详细解读发散式超声波提取机的空化效应

发布时间:2022-01-21   点击次数:318次
 
  发散式超声波提取机应用于高校企业实验室研究。提取温度常温-60℃任意可调,超声波频率20KHz。该提取设备可应用于生物学,微生物学、物理学、动物学、农药、中药材以及制药领域的教学科学研究。
 
  发散式超声波提取机的空化效应:
 
  高频振荡信号,通过超声波换能器转换成高频机械振荡(既超声波)而传播到介质(既清洗液)中,超声波在清洗液中的辐射,使液体振动而产生数以万计的微小气泡,这些气泡在超声波纵向传播形成的负压区产生、生长,而在正压区迅速闭合,这种被称为空化效应。
 
  在空化的基本效应中,还有许多其他有趣的现象。如,从能量放大的角度来看,一个声压幅值为0.1MPa的超声,可在水中产生声致发光,此压力相应于能量密度约为2.2J/cm3,或4×10-10eV/分子(eV为电子伏特单位,1eV=1.6021892×10-19J)。而最近证明,伴随声发光的光子具有超过6eV的能量。故声波产生发光的能量放大近似于1.5×1010。作为对比,考虑一个热能中子引起可分裂同位素铀的情况,中子具有约0.025eV的能量,它引起裂变释放能量约为200MeV,则其能量放大能力仅为0.8×1010!
 
  又如,一个在刚性界面作形变振动的气泡,实验表明,在其闭合阶段,会产生通过气泡中心,突破泡壁,冲向界面的射流。同时也引起周围液体的冲流。
 
  再从泡内能量密度看,气泡快速闭合到微米级小泡内,其密集度可超过1012。最近美国LosAlamos国家实验室进行空化和微聚变(Micro-Fusion)实验。在重水(D2O)中,伴随超声空化有异常发热并产生了3He和4He核粉尘。反应率为1012—1013Rx/s。
 
  还有,从降温速度看,气泡崩塌之后,泡内“热点”骤然冷却,冷却速度达108K/s。这相当于金属熔浆放入液氮的急剧冷却速率。
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