Gliserin kullanarak ultrasonik gaz giderme, daha fazla çalışma için bir test yatağı sağlayan.
gliserin kullanılarak erimiş camın gazdan arındırılma: kavram kanıtı görselleştirildi
Gliserin , erimiş camınkine benzer bir viskoziteye sahip olduğu için gaz giderme için seçilmiştir. Deneyler oda sıcaklığında gerçekleştirildiği için ultrasonik kavitasyon sürecinin izlenmesi büyük ölçüde daha kolaydır. Gaz giderme sürecini görsel olarak gözlemleyebildiğimiz ve kaydedebildiğimiz iki deney düzeneği kullandık. Erimiş camın gliserin kullanılarak ultrasonik gazdan arındırılmasını fiziksel olarak modelleyerek, gelecekteki süreç optimizasyonunu basitleştirebiliriz.
Ultrasonik Kavitasyon
Ultrasonik Kavitasyon, sıvılara ultrasonik dalgaların uygulanmasını içerir ve mikro kabarcıkların üretimi, büyümesi, titreşimi ve çökmesi ile sonuçlanır. Kavitasyon, gliserin için yaklaşık 0,15 MPa olan bir eşik enerji seviyesine ulaşıldığında başlatılır. Binlerce kabarcık oluşur. Bunlar genişler ve hızla çökerek yüksek hızlı şok dalgaları ve birkaç GPa'lık yüksek basınçlar oluşturur. Lokalize yüksek sıcaklıklar da meydana gelir.
Kavitasyon çekirdeğinde gaz kabarcıkları oluşur ve gliserinden kabarcığın içine difüzyon ile büyür. Sıvı zaten kabarcıklar içeriyorsa, bunlar difüzyon büyümesine maruz kalır. Bireysel kabarcıklar, aralarındaki çekici güçler (Bjerknes ve Bernoulli kuvvetleri) nedeniyle birleşir. Büyüdükçe yüzdürmeleri artar ve yüzeye çıkarlar ve gazı atmosfere salırlar.
Filmin tamamını izlemek için buraya kaydolun
Ultrasonik gaz gidermeden önce ve sonra tam görüntüleri görmek için farenizle orta okları soldan sağa kaydırın ve bunun tersi desa.
Ultrasonik Kavitasyon Sonuçları
Tüm sürecin videoları YouTube'da mevcuttur (lütfen izlemek için kaydolun): Her iki kurulumda, akustik akış ile kabarcık büyümesi ve kabarcık aktarımı açıkça görülebilir. Akustik akış, sonunda sıvının yüzeyine ulaşan ve dağılan kalın kabarcık bulut oluşumlarına yol açar. Kurulum 1'de, kavitasyon olayları esas olarak sonotrode yüzeyinde meydana geldi ve ilk flama yaklaşık 30 saniye sonra ortaya çıktı. Kurulum 2'de, sıvı boyunca oluşan flamalar ve kabın şekli nedeniyle yüksek ve düşük enerjili ayakta dalgaların, nodal ve anti-nodal bölgelerin etkileri gözlenir. Her iki bölgede de kabarcıkların birbirine doğru hareket ettiği ve geliştirilmiş bir cam yüzdürme işlemi için önemli bir vaat gösteren birleşme olduğu görülmektedir.
Ultrasonik enerji örneklere uygulanmadan önce, her ikisi de onları yarı opak yapan birçok küçük kabarcık içeriyordu. Zamanla kabarcıklar çıkarıldı ve gliserin örnekleri açıklığa kavuştu. Şekil 1 deneyden önce ve sonra deneysel kurulum 1'deki gliserini göstermektedir. Şekil 2, kurulum 2'de ultrasonik uygulamadan önce ve sonra deneysel örnek ve kontrol örneğini göstermektedir. 1. kurulumda, yaklaşık 4,5 litre gliserin on dakika içinde netleştirildi.
Deneysel kurulum
İki deney düzeneği kullanılmıştır. Birincisi (kurulum 1) seramik sonotrot içeren 4,5 litrelik bir gliserin kabından oluşuyordu. İkincisi (düzenek 2) ise gliserinle doldurulmuş, Y 63 x G 35 x D 10 mm boyutlarında, harici ultrasonik enerji uygulanan bir kuvars cam görüntüleme hücresiydi. İkinci düzenek aynı zamanda ultrasonik enerji uygulanmayan özdeş bir kontrol numunesi de içeriyordu.
Kurulum 1'de kullanılan seramik sonotrod, 20 kHz'de duran dalgaları ortadan kaldırmak için özel olarak geliştirilmiştir. Bu, çatlama tehlikesini ortadan kaldırır.
Son
Ultrasonik kavitasyon desenleri, her iki deney düzeneği sonuçlarında gliserinde açıkça görülebiliyordu ve bu fiziksel modelin erimiş cam gibi viskoz ortamlarda gaz gidermeyi incelemek için mükemmel bir yol olduğunu gösteriyordu.
Erimiş camın ultrasonik gaz giderme işleminin geleneksel gaz giderme yöntemlerine kıyasla birçok faydası vardır. Örneğin, bu daha hızlıdır, önemli ölçüde daha az enerji kullanır ve hiçbir toksik katkı maddesi kullanmaz. Ayrıca, gliserin kullanarak sürecin fiziksel olarak modellenmesi, daha fazla çalışma yapmak ve süreci optimize etmek için ideal bir yol sağlar.