Der chemische Effekt der Ultraschallwelle
Ultraschallwellen interagieren während des Ausbreitungsprozesses mit den Medien, und die Phase und Amplitude der Medien ändern sich, wodurch sich Zustand, Zusammensetzung, Struktur, Funktion und Eigenschaft der Medien ändern können. Solche Änderungen werden als Ultraschalleffekte bezeichnet Ultraschallwellen und -medien können in thermische Mechanismen, mechanische Mechanismen und Kavitationsmechanismen unterteilt werden. In einem durch Ultraschall geförderten chemischen Reaktionssystem katalysieren die obigen Mechanismen entweder allein oder in Koordination die Reaktion:
1. Thermischer Mechanismus: Wenn sich Ultraschallwellen im Medium ausbreiten, wird ihre Schwingungsenergie ständig vom Medium absorbiert und in Wärme umgewandelt, was die Temperatur des Mediums erhöht. Dieser Effekt der Erhöhung der Medientemperatur wird als thermischer Mechanismus des Ultraschalls bezeichnet .
2. Mechanischer Mechanikmechanismus: Wenn die Frequenz niedrig ist, der Absorptionskoeffizient klein ist und die Ultraschallwirkungszeit sehr kurz ist, wird der Ultraschalleffekt nicht von einem offensichtlichen thermischen Effekt begleitet. Zu diesem Zeitpunkt kann der Ultraschalleffekt auf den Ultraschalleffekt zurückgeführt werden Mechanik Mechanik, das heißt, der Ultraschalleffekt kommt vom Beitrag der Darstellung der mechanischen Größe des Schallfeldes. Die Ultraschallwelle ist auch eine Form der Übertragung mechanischer Energie. Der Ultraschalleffekt kann durch die mechanischen Parameter wie Ursprungsversatz, Vibrationsgeschwindigkeit, Beschleunigung und Schalldruck während des Schwankungsprozesses ausgedrückt werden.
3. Kavitationsmechanismus: Einer der Hauptmechanismen des akustisch-chemischen Ultraschalleffekts ist die akustische Kavitation (einschließlich der Bildung, des Wachstums und des Zerfalls von Blasen). Das Phänomen umfasst zwei Aspekte, dh der starke Ultraschall erzeugt Blasen in der Flüssigkeit und die spezielle Bewegung von Blasen unter starker Ultraschallwirkung.
Ultraschallwelle ist eine Art mechanische Hochfrequenzwelle mit den Eigenschaften der Energiekonzentration, der starken Durchdringungskraft usw. Ultraschallwellen bestehen aus einer Reihe dichter und dichterer Longitudinalwellen, die sich durch ein flüssiges Medium bewegen. Bei der Schallenergie hoch genug ist, wird die Anziehung zwischen Molekülen in der flüssigen Phase während der lockeren Halbperiode abgebaut, um einen Kavitationskern zu bilden. Bei einem Kavitationskern mit einer Lebensdauer von etwa 0,1 µs ist dies im Moment der Explosion etwa 4000-6000 K und die örtliche Umgebung von hoher Temperatur und hohem Druck von 100 mpa und die Erzeugung einer Geschwindigkeit von etwa 110 m / s hat eine starke Auswirkung des Mikrojets, dieses Phänomen wird als Ultraschallkavitation bezeichnet. Die chemische Ultraschallreaktion beruht hauptsächlich auf dem akustischen Kavitationsmechanismus, der ist die Hauptkraft der akustischen chemischen Reaktion. Diese Bedingungen, um einen Bruch der organischen chemischen Bindung zu bewirken, treten in den Kavitationsblasen, dem Wasserphasenkombus, auf (wässrige Verbrennung), Zersetzung bei hohen Temperaturen (Pyrolyse) oder Radikalreaktion usw.
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