Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

Kawitacja Oscylacje ciśnienia - - powstawanie naprężeń rozciągających w ośrodku 1 S onochemia WSTĘP DO SONOCHEMII Kawitacja - - naruszenie ciągłości fazy.

Podobne prezentacje


Prezentacja na temat: "Kawitacja Oscylacje ciśnienia - - powstawanie naprężeń rozciągających w ośrodku 1 S onochemia WSTĘP DO SONOCHEMII Kawitacja - - naruszenie ciągłości fazy."— Zapis prezentacji:

1 Kawitacja Oscylacje ciśnienia - - powstawanie naprężeń rozciągających w ośrodku 1 S onochemia WSTĘP DO SONOCHEMII Kawitacja - - naruszenie ciągłości fazy ciekłej, powstanie pęcherzyków fazy gazowej cząsteczki rozpuszczalnika cząsteczki rozpuszczonych gazów p(t) = p o + p s sin(2 f t) Dla wody, 320 kHz, 3 W/cm 2 p zmienia się od –2 do 4 atm

2 Zarodki kawitacji W typowych warunkach naprężenia rozciagające są rzędu kilku atmosfer. To za mało, by pokonać siły kohezji cieczy. Postuluje się powstawanie pęcherzyków kawitacyjnych w oparciu o zarodki kawitacji: 1) Cząstki ciał stałych 2) Mikropęcherzyki gazów rozpuszczonych w cieczy Uwalnianie pęcherzyków gazu z powierzchni fazy stałej S onochemia 2 WSTĘP DO SONOCHEMII Moc ultradźwięków potrzebna do wywołania kawitacji w cieczy A - odgazowanej B - nasyconej gazem

3 Drgania pęcherzyków gazu Co dzieje się z pęcherzykiem gazu w polu ultradźwięków ? 1) Wypłynięcie na powierzchnię cieczy 2) Wielokrotne oscylacje (stable bubbles, stable cavitation) 3) Pojedyncza oscylacja (transient bubble, transient cavitation) S onochemia Wielokrotne oscylacje 3 WSTĘP DO SONOCHEMII

4 S onochemia Zanik oscylacji wielokrotnych Liczba oscylacji w zależności od początkowych rozmiarów pęcherzyka gazu Drgania pęcherzyków gazu 4 WSTĘP DO SONOCHEMII

5 Sonochemia - mechanizmy S onochemia Efekty towarzyszące oscylacjom pecherzyków, bedące podstawą sonochemii: Adiabatyczne sprężanie prowadzące do chwilowego, lokalnego silnego wzrostu temperatury Rozpad cząsteczek na rodniki Piroliza substratów Powstawanie sił hydrodynamicznych (szybkie przepływy cieczy o zmiennym kierunku i prędkości, siły ścinające) Efekty mechanochemiczne 5 WSTĘP DO SONOCHEMII Trzy strefy występowania efektów sonochemicznych: Faza gazowa - tworzenie rodników, piroliza Warstwa graniczna - reakcje rodnikowe, piroliza Ciecz - reakcje rodnikowe, mechanochemia

6 Temperatura kawitacji S onochemia Temperatury towarzyszące adiabatycznemu sprężaniu pęcherzyków gazu Oszacowanie - na podstawie obliczeń termodynamicznych Pomiary - sonoluminescencja, analiza produktów pirolizy Zmierzono: 5200 K (ciecze org.) 3400 K (woda) 6 WSTĘP DO SONOCHEMII

7 Zanik pęcherzyków gazu S onochemia Nie zawsze symetryczne zapadanie się 7 WSTĘP DO SONOCHEMII

8 Efekty fizykochemiczne S onochemia Dezintegracja, agregacja, mieszanie 8 WSTĘP DO SONOCHEMII

9 Parametry S onochemia Główne czynniki, od których zależy występowanie i intensywność kawitacji, a w konsekwencji przebieg i wydajność reakcji sonochemicznych: Częstotliwość ultradźwięków Moc ultradźwięków Rodzaj i skład ośrodka Rodzaj i stężenie rozpuszczonych gazów Temperatura Ciśnienie zewnętrzne 9 WSTĘP DO SONOCHEMII

10 Reaktory S onochemia Zasadnicze rodzaje reaktorów ultradźwiękowych: Łażnia (myjka) ultradźwiękowa Reaktor z zanurzonym prętem (horn, probe system) 10 WSTĘP DO SONOCHEMII

11 Reaktory S onochemia Zasadnicze rodzaje reaktorów ultradźwiękowych: Nowoczesny reaktor z przetwornikiem w dnie naczynia 11 WSTĘP DO SONOCHEMII Jednorodne pole ultradźwięków Duża stabilność mocy Możliwość kontrolowania mocy ultradźwięków i temperatury Praca przy różnych częstotliwościach (70 kHz – 1.1 MHz) URS –1000 (Allied Signal -Elac Nautik)

12 Historia S onochemia Najważniejsze wydarzenia z historii sonochemii: 1867 Pierwsze obserwacje zjawiska kawitacji (Tomlinson, Gernez) 1880 Odkrycie zjawiska piezoelektrycznego 1883 Pierwszy generator ultradźwięków (Galton) 1895 Pierwsze badania nad kawitacją: śruba okrętowa HMS Daring 1917 Pierwszy termodynamiczny opis zaniku pęcherzyków kawitacyjnych, przewidujący wysokie lokalne temperatury i ciśnienia (Rayleigh) 1927 Pierwszy artykuł o chemicznych efektach działania ultradźwięków (Richards i Loomis, JACS 49, 3086) Odkrycie sonoluminescencji 1933 Pierwsze obserwacje sonochemicznej degradacji polimerów 1943 Pierwszy patent na czyszczenie ultradźwiękami (Niemcy) 1944 Pierwszy patent o emulgacji ultradźwiękowej (Szwajcaria) lata 50 – pierwsze systematyczne badania i zastosowania 1950 Teoria hot spot (Noltingk i Neppiras) 1953 Pierwszy artykuł przeglądowy o sonochemii (Barnartt, Quart. Rev. 7, 84) 1964 Pierwsza monografia o sonochemii (ElPiner) od końca lat 70 – renesans badań sonochemicznych 1986 Pierwsza międzynarodowa konferencja sonochemiczna 1990 Powstanie European Society of Sonochemistry 12 WSTĘP DO SONOCHEMII


Pobierz ppt "Kawitacja Oscylacje ciśnienia - - powstawanie naprężeń rozciągających w ośrodku 1 S onochemia WSTĘP DO SONOCHEMII Kawitacja - - naruszenie ciągłości fazy."

Podobne prezentacje


Reklamy Google