Εισαγωγή στην απαέρωση με υπερήχους:
Η απαέρωση με υπερήχους είναι η διαδικασία αφαίρεσης διαλυμένων αερίων ή/και παρασυρόμενων μικρών φυσαλίδων από ένα υγρό. Αέρια που αφαιρούνται από διάφορα υγρά, όπως νερό, κερί, πολυμερές, εποξειδική ρητίνη, λάδι σιλικόνης, κόλλες, επιστρώσεις, ποτά, μελάνια, επιστρώσεις, λάδι μετασχηματιστή, λοσιόν και προϊόντα ανάρτησης, λάδι κινητήρα κ.λπ. Η απαέρωση μπορεί να βελτιώσει σημαντικά την ποιότητα του το τελικό προϊόν (μείωση ελαττωμάτων, βελτίωση της αισθητικής κ.λπ.), σε αντίθεση με την απαέρωση υπό κενό με τη χρήση διακοπτόμενων μεθόδων, η απαέρωση με υπερήχους μπορεί να πραγματοποιηθεί σε λειτουργία συνεχούς ροής.
Λειτουργική Αρχή:
Ο υπέρηχος διαδίδεται από έναν πομπό ήχου σε ένα υγρό μέσο, παράγοντας εναλλασσόμενες φάσεις θετικής και αρνητικής πίεσης. Στο στάδιο της αρνητικής πίεσης (αραίωσης), ο υπέρηχος επαρκώς υψηλής έντασης μπορεί να υπερνικήσει τη διαμοριακή πρόσφυση και να δημιουργήσει μεγάλο αριθμό μικροφυσαλίδων κοντά στο κενό στο υγρό. Οι φυσαλίδες εισπνέουν περισσότερο αέριο κατά τη διαστολή και το απελευθερώνουν κατά τη συστολή, με αποτέλεσμα την ταχεία αύξηση του όγκου. Αυτή η διαδικασία ονομάζεται «κατευθυνόμενη» ή «διορθωμένη» διάχυση. Λόγω της ομοιόμορφης κατανομής των φυσαλίδων στο υγρό και της μεγάλης συνολικής επιφάνειας κατά τη διάρκεια της ακουστικής σπηλαίωσης σε αέρια φάση, ο ρυθμός μετανάστευσης των διαλυμένων αερίων σε όλο τον επηρεαζόμενο όγκο υγρού είναι γρήγορος και ομοιόμορφος. Το αποτέλεσμα είναι ο σχηματισμός μεγάλου αριθμού ταλαντευόμενων φυσαλίδων, οι οποίες περιέχουν αέρια προηγουμένως διαλυμένα σε υγρά μέσα. Όταν οι φυσαλίδες πηδούν στο υπερηχητικό πεδίο, επιταχύνονται και συγχωνεύονται μεταξύ τους, σχηματίζοντας μεγαλύτερες φυσαλίδες. Αυτή η διαδικασία προχωρά γρήγορα έως ότου οι φυσαλίδες φτάσουν σε επαρκή άνωση, επιπλέουν στο υγρό και απελευθερώνουν το προηγουμένως παγιδευμένο αέριο στο περιβάλλον.
Φαινόμενα σπηλαίωσης:
Η απαέρωση με υπερήχους προκαλείται από το φαινόμενο της σπηλαίωσης. Ο υπέρηχος που περνά μέσα από το υγρό το συμπιέζει και το διαστέλλει συνεχώς. Ο υπέρηχος υψηλής έντασης παρέχει την ενέργεια που απαιτείται για τη διασπορά της υγρής φάσης. Όταν επιτευχθεί η μέγιστη πίεση, συμβαίνει ρήξη υγρού σε σημεία με ασθενή συνοχή. Μετά από αυτή τη ρήξη εμφανίστηκε υπερπίεση στο σημείο της ρήξης και βρέθηκαν κάποιες κοιλότητες. Σε αυτά τα κενά, το αέριο που είναι διαλυμένο στο υγρό εκρήγνυται με τη μορφή φυσαλίδων μετά από σύντομο χρονικό διάστημα.
Πείραμα απαέρωσης με υπερήχους:
1. Αφαίρεση διαλυμένων αερίων (απαέρωση)
Ρίξτε το υγρό σε ένα γυάλινο δοχείο ("αρχικό δείγμα") (χωρίς να εισάγετε σκόπιμα φυσαλίδες, υπάρχουν μερικές αιωρούμενες φυσαλίδες, αλλά το μεγαλύτερο μέρος του αερίου που πρέπει να αφαιρεθεί περιέχει διαλυμένα πτητικά (1,5%). Στη συνέχεια, εκθέστε το δείγμα σε υπερήχους για περίπου 1 λεπτό και 15 δευτερόλεπτα ("έκθεση υπερήχων"), κατά τη διάρκεια των οποίων το διαλυμένο αέριο εξάγεται από το υγρό με τη μορφή μεγάλων αιωρούμενων φυσαλίδων. Στη συνέχεια, αφήστε το να σταθεί για περίπου 5 λεπτά για να επιτρέψετε στις φυσαλίδες με το εξαγόμενο αέριο να βγουν στην επιφάνεια και να σπάσουν ("επιφάνεια φυσαλίδων και ρήξη"), με αποτέλεσμα το "εξαερωμένο δείγμα" που φαίνεται στο παρακάτω σχήμα. Η ένταση της σπηλαίωσης υφίσταται σημαντικές αλλαγές κατά τη διαδικασία υπερήχων και μερικές φορές αυτό το "άλμα έντασης" χρησιμοποιείται ως αυτόματη μέθοδος για τον τερματισμό της διαδικασίας απαέρωσης.
Ο λόγος για την εμφάνισή του είναι ο εξής: η γεννήτρια υπερήχων λειτουργεί σε λειτουργία σταθερού πλάτους: μόλις ρυθμιστεί το πλάτος υπερήχων, παραμένει πάντα στο ίδιο επίπεδο. Η ισχύς που παρέχεται από τη γεννήτρια προσαρμόζεται αυτόματα με βάση αρχές παρόμοιες με αυτές που χρησιμοποιούνται στο cruise control αυτοκινήτου, αυξάνοντας την ισχύ εξόδου του κινητήρα για να διατηρείται σταθερή η ταχύτητα (στο παράδειγμά μας, πλάτος) κατά την ανηφόρα. Όταν τα πτητικά κλάσματα απαερώνονται πλήρως από το λάδι, οι ιδιότητές τους αλλάζουν ξαφνικά: η σπηλαίωση εισέρχεται σε κατάσταση φυσαλίδας κενού αντί σε κατάσταση φουσκωμένης φυσαλίδας. Για την ίδια ρύθμιση πλάτους, αυτό θα έχει ως αποτέλεσμα υψηλότερη κατανάλωση ενέργειας, οδηγώντας σε "άλμα" στην ένταση της σπηλαίωσης.
2. Αφαιρέστε τις αιωρούμενες φυσαλίδες (απαέρωση)
Αρχικά, χρησιμοποιήστε ένα μίξερ χειρός για να εισάγετε φυσαλίδες στο υγρό ("εισαγωγή φυσαλίδων"). Στη συνέχεια, εκθέστε το δείγμα σε υπερήχους για περίπου 1 λεπτό και 15 δευτερόλεπτα ("έκθεση υπερήχων"), κατά την οποία μικρές αιωρούμενες φυσαλίδες συγχωνεύονται σε μεγαλύτερες φυσαλίδες με υψηλότερη άνωση. Μετά από αυτό το βήμα, υπάρχει μια περίοδος παραμονής περίπου 5 λεπτών για να επιτραπεί στις μεγάλες φυσαλίδες να βγουν στην επιφάνεια και να σπάσουν ("επιφάνεια φυσαλίδων και ρήξη"), με αποτέλεσμα το "εξαερωμένο δείγμα" που φαίνεται στο παρακάτω σχήμα.
Πλεονέκτημα:
1. Σε σύγκριση με άλλες διαδικασίες, η απαέρωση υπερήχων δεν απαιτεί υψηλή θερμοκρασία, υψηλή πίεση, καλή ασφάλεια, απλή λειτουργία και βολική συντήρηση.
2. Σε σύγκριση με τις συμβατικές μεθόδους, ο εξοπλισμός υπερήχων είναι απλός, έχει χαμηλό κόστος παραγωγής και σημαντικά οικονομικά οφέλη.
3. Έχει ευρύ φάσμα και ευρεία εφαρμογή και η συντριπτική πλειονότητα των υγρών μπορεί να απαερωθεί χρησιμοποιώντας υπερήχους.
4. Διατηρήστε το εφέ υγρού υλικού σας συνεπές.
5. Απομακρύνετε τα διαλυμένα αέρια και/ή τις φυσαλίδες που παρεμβάλλονται στην προβλεπόμενη χρήση του υγρού.
6. Βελτιώστε την εμφάνιση ενώ απαερώνεται, ομογενοποιείται και παρατείνεται η διάρκεια ζωής του υγρού.
