용융 유리의 초음파 탈기

정제 공정의 효율을 높이기 위해 다양한 방법이 도입되어 왔다. 여기에는 정제제 첨가, 진공 정제, 심지어 미세중력 활용에 이르기까지 다양한 방법이 포함된다. 그러나 초음파를 이용한 유리 정제 기술의 적용은 매우 유망하다. 이 기술을 통해 정제 온도를 약 1,450 °C에서 1,300 °C로 낮출 수 있으며, 총 에너지 절감 효과는 최대 20%에 달한다.

적절한 주파수 범위의 초음파 에너지가 용융 유리에 가해지면 음향 캐비테이션이 발생합니다. 캐비테이션이란 압력의 급격한 변화로 인해 증기로 채워진 미세한 기포가 생성되고, 이 기포가 고압을 받으면 붕괴되면서 충격파를 발생시키는 현상을 말합니다.

용융물에 용해된 가스는 캐비테이션 기포로 확산됩니다. 기포는 캐비테이션 핵 위에서 형성됩니다. 이 기포들은 초음파 진동이 일어나는 동안 용융물에서 기포로 가스가 확산되면서 성장합니다. 그런 다음 이 미세한 기포들은 비에르크네스 힘과 베르누이 힘의 작용으로 합쳐지며, 충분히 커지면 용융물 표면으로 떠오르면서 기포 내부의 가스를 대기로 방출합니다. 이 과정은 초음파에 의해 유도된 음향 유동과 스트리밍에 의해 촉진됩니다.