Glycerin wurde zur Entgasung gewählt, da es eine ähnliche Viskosität wie geschmolzenes Glas aufweist. Da die Experimente bei Raumtemperatur durchgeführt werden, ist die Überwachung des Ultraschallkavitationsprozesses deutlich einfacher. Wir verwendeten zwei Versuchsaufbauten, mit denen wir den Entgasungsprozess visuell beobachten und aufzeichnen konnten. Durch die physikalische Modellierung der Ultraschallentgasung von geschmolzenem Glas mit Glycerin können wir zukünftige Prozessoptimierungen vereinfachen.

Ultraschallkavitation

der Ultraschallkavitation werden Flüssigkeiten mit Ultraschallwellen beaufschlagt, was zur Bildung, zum Wachstum, zur Pulsation und zum Kollaps von Mikrobläschen führt. Die Kavitation setzt ein, sobald ein bestimmter Energieschwellenwert erreicht ist, der bei Glycerin etwa 0,15 MPa beträgt. Es bilden sich Tausende von Bläschen. Diese dehnen sich aus und kollabieren rasch, wodurch Stoßwellen mit hoher Geschwindigkeit und Drücke von mehreren GPa entstehen. Lokal treten zudem hohe Temperaturen auf.

An den Kavitationskeimen bilden sich Gasblasen, die durch Diffusion aus dem Glycerin in die Blase hinein wachsen. Sind bereits Blasen in der Flüssigkeit vorhanden, wachsen auch diese durch Diffusion. Einzelne Blasen verschmelzen aufgrund von Anziehungskräften zwischen ihnen (Bjerknes- und Bernoulli -Kräfte). Mit zunehmender Größe steigt ihr Auftrieb, sie steigen zur Oberfläche und geben das Gas an die Atmosphäre ab.