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(huán)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(chǎn)品、機(jī)油等等。脫氣可以顯著提高最終產(chǎn)品的質(zhì)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(xù)流動(dòng)模式下進(jìn)行。
工作原理
超聲波從聲發(fā)射器傳播到液體介質(zhì)中,產(chǎn)生交替的正負(fù)壓相。在負(fù)壓(稀化)階段,足夠高強(qiáng)度的超聲波能克服分子間的粘合力,在液體中產(chǎn)生大量的近真空微泡。氣泡在膨脹時(shí)吸入更多的氣體,在收縮時(shí)釋放出來,因此體積迅速增大。這個(gè)過程稱為“定向"或“整流"擴(kuò)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(gè)受影響液體體積內(nèi)的遷移速度快且均勻。其結(jié)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(zhì)中的氣體。氣泡在超聲波場(chǎng)中跳動(dòng)時(shí),會(huì)相互加速并合并,形成更大的氣泡。這一過程進(jìn)行得很快,直到氣泡達(dá)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(huán)境中。
空化現(xiàn)象
超聲波脫氣是由空化現(xiàn)象引起的。穿過液體的超聲波使其連續(xù)地進(jìn)行壓縮和膨脹。高強(qiáng)度的超聲波提供了分散液相所需的能量。當(dāng)達(dá)到最大壓力時(shí),在內(nèi)聚力較弱的點(diǎn)處,產(chǎn)生液體破裂。這種破裂之后,在發(fā)生破裂的點(diǎn)處出現(xiàn)超壓,并發(fā)現(xiàn)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(shí)間后爆炸。
超聲波脫氣實(shí)驗(yàn):
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(fā)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(chǎn)生下圖所示的“脫氣樣品"。超聲波過程中空化強(qiáng)度發(fā)生了巨大變化,有時(shí),這種“強(qiáng)度跳躍"被用作脫氣過程結(jié)束的自動(dòng)方法。
其發(fā)生的原因如下:超聲波發(fā)生器在恒定幅度模式下運(yùn)行:一旦設(shè)置了超聲波幅度,就始終保持在同一水平。發(fā)生器提供的功率根據(jù)類似于汽車巡航控制中使用的原理自動(dòng)調(diào)整,在上坡時(shí)增加發(fā)動(dòng)機(jī)功率輸出以保持恒定速度(在我們的例子中是振幅)。當(dāng)揮發(fā)性餾分從油中脫氣時(shí),其性質(zhì)會(huì)突然改變:空化進(jìn)入真空氣泡狀態(tài)而不是充氣氣泡狀態(tài)。對(duì)于相同的振幅設(shè)置,這會(huì)導(dǎo)致更高的功率消耗,從而導(dǎo)致空化強(qiáng)度“跳躍"。
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(chǎn)生下圖所示的“脫氣樣品"。
優(yōu)勢(shì)
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(jiǎn)單易行,維護(hù)保養(yǎng)方便。
2.與常規(guī)方法相比,超聲波設(shè)備簡(jiǎn)單,生產(chǎn)成本低,綜合經(jīng)濟(jì)效益顯著。
3.具有廣譜性,適用性廣,絕大多數(shù)液體均可用超聲波進(jìn)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(yù)期用途的溶解氣體和/或夾帶氣泡;
6.改善外觀,同時(shí)脫氣、均質(zhì)化并延長(zhǎng)液體的保質(zhì)期;
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