超声波细胞粉碎机中的空化效应概述

超声波细胞粉碎机是利用超声波在液体中的分散效应,使液体产生空化的作用,从而使液体中的固体颗粒或细胞组织破碎.

那么什么是空化效应呢?

超声波作用于液体时可产生大量小气泡 。一个原因是液体内局部出现拉应力而形成负压,压强的降低使原来溶于液体的气体过饱和,而从液体逸出,成为小气泡。另一原因是强大的拉应力把液体“撕开”成一空洞,称为空化。

液体中空泡溃灭时产生的空蚀、噪声、振动和发光等现象。空化噪声是一种很强的水动力噪声,在有关工程中通常应尽量避免。空泡溃灭时产生的脉冲作用加大结构物的振动,也会产生有害影响。在空化发光效应中,光强很弱,只能在暗室内才能测到。对这种发光效应的机理尚未弄清。有人把水洞实验室的光线遮掉,用30分钟长曝光时间摄取空化发光的图像,同时记录物体表面的空蚀强度,发现空化发光强度与空蚀强度变化趋势是一致的。因此,有可能利用空化发光效应预报空蚀强度。这种技术正在探讨中。

空化效应应用
超声波的广泛的运用于各个**域就是应用了其空化作用以及其空化伴随着机械效应、热效应、化学效应、生物效应等等,机械效应和化学效应的应用,前者主要表现在非均相反应界面的增大;后者主要是由于空化过程中产生的高温高压使得高分子分解、化学键断裂和产生自由基等。利用机械效应的过程包括吸附、结晶、电化学、非均相化学反应、过滤以及超声清洗等,利用化学效应的过程主要包括有机物降解、高分子化学反应以及其他自由基反应。

影响空化作用因素

超声波频率
超声波频率越低,在液体中产生空化越容易。也就是说要引起空化,频率愈高,所需要的声强愈大。例如:要在水中产生空化,超声波频率在400 kHz时所需要的功率要比在10 kHz时大10倍,即空化是随着频率的升高而降低。一般采用的频率范围20~40 kHz。

超声波强度
超声波强度指单位面积上的超声功率,空化作用的产生与超声波强度有关。对于一般液体超声波强度增加时,空化强度增大,但达到一定值后,空化趋于饱和,此时再增加超声波强度则会产生大量无用气泡,从而增加了散射衰减,降低了空化强度。

液体的温度
液体温度越高,对空化的产生越有利,但是温度过高时,气泡中蒸汽压增大,因此气泡闭合时增强了缓冲作用而使空化减弱。

液体的表面张力与黏滞系数
液体的表面张力越大,空化强度越高,越不易于产生空化。黏滞系数大的液体难以产生空化泡,而且传播过程中损失也大,因此同样不易产生空化。

以上就是超声波细胞粉碎机中的空化效应概述。也许您对下面这篇文章也感兴趣超声波细胞粉碎机的超声波破碎法及空化作用