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超声波脱气技术及其工作原理

更新时间:2024-03-13      浏览次数:995

       超声波脱气技术及其工作原理是指从流体中去除自由和溶解的气体,特别是诸如氧气或二氧化碳的反应性气体。消除氧气对于防止有害的最终产品变化并改善下游加工非常重要。在工业制造中,脱气是确保产品稳定性,质量和连续产品标准的常用工艺步骤。

超声波脱气
超声波脱气

       脱气或除气通常是非常耗时的工艺步骤,而超声处理则可以加速气泡的聚结并明显增加气泡的上升。超声波除气可以分批和串联使用,也可以与常规除气技术结合使用,例如用惰性气体喷射、叶轮除气器、加热或真空,以提高除气效率和速度。

       工作原理

       超声波脱气是基于声空化的原理。当高功率超声波耦合到液体中时,液体分别在高压和低压循环中被压缩和膨胀。在低压循环中,会产生微小的真空气泡(所谓的空化气泡),这些气泡会在多个压力循环中增长。在气泡生长的那些周期中,液体中的溶解气体进入真空气泡,这样真空气泡就变成了不断增长的气泡。此外,微湍流和液体射流引起剧烈的搅拌和传质。这些超声产生的条件导致气泡聚结,这是小的溶解的气泡与大的气泡的统一,大的气泡迅速上升到液体的表面,在那里它们离开了液体。

超声波空化过程
超声波空化过程

       由超声振动和气蚀引起的温度变化被限制在很小的局部空间内,总体积的温升可以忽略不计,因为它不会影响产品质量。 根据液体或浆液的体积,粘度和气体夹杂物,可以将超声除气分批或在线进行。大功率超声波探头将声空化释放到液体中,从而使液体有效脱气。

       传统脱气方式

       通常,使用例如高剪切叶片混合器或旋转叶轮混合器的混合过程常常使得随后的产品脱气成为必要,因为这些混合技术通常将大量的气体引入到产品中。此类气体和空气中的夹杂物通常会对产品产生负面影响,因为它们会使油脂腐烂,由于氧化,变色以及气味和味道的不必要变化而使产品变质。

       这些传统的脱气方法通常具有诸如热降解(由于加热),耗时和耗能的处理以及气体去除不充分的缺点。超声波脱气和脱气是传统的液体脱气方法的高效替代品,包括沸腾,减压至真空或用惰性气体喷射。

       超声波脱气方式

       超声波脱气的主要优点包括高脱气率和减少的工艺环境影响。超声脱气是提高铝合金密度并降低铝合金中氢含量的一种行之有效的方法。与可替代的除气程序(例如使用旋转叶轮除气)相比,超声除气的速度和效率更高。研究表明,超声工具头脱气系统比叶轮驱动的脱气速度快约3倍。

       应用范围

       超声波脱气可以改善现有的脱气系统,例如加热,真空或鼓泡。超声波脱气和消泡用于工业规模,以除去水中的水,油,食品和饮料,化学溶液,液压油,冷却剂,钻井液,原油,乳液,油漆,油墨,粘合剂,清漆,涂料,环氧树脂,洗发水,洗涤剂和许多其他产品。

超声波液体脱气
超声波液体脱气

       脱气是指除去液体中溶解且以气泡形式存在的气体。基于不同的物理作用,有几种从液体中去除气体的方法。方法之一是超声脱气,即通过超声波范围内的声振动进行液体处理而去除气体。由于超声脱气技术所需的低功耗低且效率高,因此该方法逐渐被广泛接受。

 

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