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什么是超聲波脫氣?

閱讀:303      發布時間:2024-9-11
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超聲波脫氣的介紹:

超聲波脫氣是從液體中去除溶解的氣體和/或夾帶的小氣泡的過程。從各種液體,包括水,燭蠟,聚合物,環氧樹脂,硅酮油,粘合劑,涂料,飲料,油墨,涂料除去的氣體中的、變壓器油、乳液和懸浮液產品、機油等等。脫氣可以顯著提高最終產品的質量(減少缺陷、改善美觀等),與采用間歇方法的真空脫氣不同,超聲波脫氣可以在連續流動模式下進行。


超聲波脫氣
超聲波脫氣


工作原理

超聲波從聲發射器傳播到液體介質中,產生交替的正負壓相。在負壓(稀化)階段,足夠高強度的超聲波能克服分子間的粘合力,在液體中產生大量的近真空微泡。氣泡在膨脹時吸入更多的氣體,在收縮時釋放出來,因此體積迅速增大。這個過程稱為“定向"或“整流"擴散。由于氣相聲空化過程中氣泡在液體中分布均勻,且總表面積大,因此溶解氣體在整個受影響液體體積內的遷移速度快且均勻。其結果是形成了大量的振蕩氣泡,其中包含了以前溶解在液體介質中的氣體。氣泡在超聲波場中跳動時,會相互加速并合并,形成更大的氣泡。這一過程進行得很快,直到氣泡達到足夠大的浮力,浮在液體上,并將先前被困的氣體釋放到環境中。


超聲波脫氣
超聲波脫氣


空化現象

超聲波脫氣是由空化現象引起的。穿過液體的超聲波使其連續地進行壓縮和膨脹。高強度的超聲波提供了分散液相所需的能量。當達到最大壓力時,在內聚力較弱的點處,產生液體破裂。這種破裂之后,在發生破裂的點處出現超壓,并發現存在一些空腔。在這些空洞中,液體溶解的氣體以氣泡的形式在短時間后爆炸。


超聲波空化現象
超聲波空化現象


超聲波脫氣實驗:

1、去除溶解氣體(脫氣)

將液體倒入玻璃容器(“初始樣品")中(沒有故意引入氣泡,存在一些懸浮氣泡,但大部分待去除的氣體包含溶解的揮發物(1.5%))。然后將樣品暴露于超聲波約 1 分 15 秒(“超聲波暴露"),在此期間溶解的氣體以大懸浮氣泡的形式從液體中提取出來。之后大約靜置5分鐘,使帶有提取氣體的氣泡浮出水面并破裂(“氣泡表面和破裂"),從而產生下圖所示的“脫氣樣品"。超聲波過程中空化強度發生了巨大變化,有時,這種“強度跳躍"被用作脫氣過程結束的自動方法。

其發生的原因如下:超聲波發生器在恒定幅度模式下運行:一旦設置了超聲波幅度,就始終保持在同一水平。發生器提供的功率根據類似于汽車巡航控制中使用的原理自動調整,在上坡時增加發動機功率輸出以保持恒定速度(在我們的例子中是振幅)。當揮發性餾分從油中脫氣時,其性質會突然改變:空化進入真空氣泡狀態而不是充氣氣泡狀態。對于相同的振幅設置,這會導致更高的功率消耗,從而導致空化強度“跳躍"。 


超聲波脫氣
超聲波脫氣


2、去除懸浮氣泡(脫氣)

首先使用手持式混合器將氣泡引入液體中(“引入氣泡")。然后將樣品暴露于超聲波約1分15秒(“超聲波暴露"),在此期間小懸浮氣泡合并成具有更高浮力的大氣泡。此步驟之后是大約 5 分鐘的靜置期,以使大氣泡浮出水面并破裂(“氣泡浮出水面和破裂"),從而產生下圖所示的“脫氣樣品"。


超聲波脫氣


優勢

1.超聲波脫氣與其他工藝相比,無需高溫,高壓,安全性好,操作簡單易行,維護保養方便。

2.與常規方法相比,超聲波設備簡單,生產成本低,綜合經濟效益顯著。

3.具有廣譜性,適用性廣,絕大多數液體均可用超聲波進行脫氣。

4.使您的液體材料效果保持一致;

5.消除干擾液體預期用途的溶解氣體和/或夾帶氣泡;

6.改善外觀,同時脫氣、均質化并延長液體的保質期;


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