Кавитация – физические основы и процессы

кавитация

Кавитация – это физическое явление, которое играет важную роль в процессах смешивания. Поэтому целесообразно рассмотреть его детальнее.

Кавитационную обработку осуществляют в специальных устройствах – гидродинамических диспергаторах. Иногда их также называют коллоидная мельница – кавитационный диспергатор. Сам процесс происходит за счет преобразования потенциальной и кинетической энергии потока жидкости. Она прокачивается принудительно с помощью гидравлического насоса через специальную реакционную камеру.

Эти преобразования способствуют появлению в специальных зонах газовых или парогазовых кавитационных пузырьков, называемых еще кавернами. Повышение местного гидростатического давления в жидкости способствует закрыванию (схлопыванию) этих пузырьков.

Сам процесс закрытия ведет за собой также другие явления – возникают ударные волны и комулятивное точечное ударное воздействие на соседние участки жидкости (зону схлопывания кавитационного пузырька).

Конструкция диспергатора исключает возможность эрозии, поскольку все процессы происходят непосредственно в потоке жидкости и не затрагивают материал корпуса.

Факторы, влияющие на обрабатываемое вещество при кавитации

Точечные ударно-волновые воздействия способствуют структурным и молекулярным изменениям в сложных молекулах, глобулах и агломератах, присутствующих в обрабатываемой жидкости. Также разрушаются органические и минеральные примеси.

Кавитацию сопровождают процессы тепло- и массопереноса, а также струйные течения способствуют интенсивному перемешиванию и диспергированию несмешиваемых жидкостей с твердыми включениями.

Такие физические процессы происходят в коллоидных мельницах типа КЛМ. Установки этой марки используются для получения высокостабильных коллоидных растворов, эмульсий, а также смесей и суспензий. Обладают высокой производительностью и высокой степенью гомогенизации (размер частиц не превышает 1 мкм).