防爆級別超聲波聲化學設備

超聲波是指頻率為20000Hz的聲波，它超過了人耳收聽頻率的范圍。超聲波在液體媒質中傳播時，通過機械作用、空化作用和熱作用，產生力學、熱學、光學、電學和化學等一系列效應。尤其是大功率的超聲波，會產生強烈的空化作用，從而在局部形成瞬時高溫，高壓、真空和微射流。對化學萃取、生物柴油生產和聲化學反應，造成了一個非常有利于反應過程的局部小環境，能大大提高反應速度，降低反應條件。對生物質提取而言，會造成植物細胞壁的破壞和溶劑的快速滲透，使被提取的有效成分迅速溶解到溶劑中，從而提高提取率、縮短提取時間、節省溶劑。大量的應用實踐也證明了20kHz最有效，并且已經大規模應用，本設備就是基于這種特點進行研發和生產的。

超聲波頻率在液體中傳播的聲波的波長比分子尺寸或分子中原子之間的鍵長長很多倍。因此，聲波不能直接影響分子鍵的振動能，因此不能直接增加分子的內能。聲化學是由聲空化產生的：液體中氣泡的形成，生長和內爆性破裂。這些氣泡的破裂是幾乎絕熱的過程，從而導致氣泡內部大量積聚能量，從而在超聲液體的微觀區域中產生極高的溫度和壓力。高溫和高壓會導致氣泡內或氣泡附近的任何物質迅速爆炸而發生化學激發。聲空化可產生多種結果，包括聲致發光，由于形成初級和次級自由基反應而增加溶液中的化學活性，以及通過形成新的，相對穩定的化學物種（可進一步擴散到水中）而增加化學活性。溶液以產生化學作用（例如，當水暴露于超聲波中時，在破裂的氣泡中水蒸氣解離后，兩個羥基自由基的結合會形成過氧化氫）。

在用高強度聲音或超聲波照射時，通常會發生聲空化。空化是聲化學作用和聲致發光的動力。空化是聲波輻射下氣泡的形成，增長和內爆性破裂。液體中的氣泡破裂會從液體運動的動能轉換為加熱氣泡內容物而產生大量能量?？栈^程中氣泡的壓縮比熱傳輸更快，熱傳輸會產生短暫的局部熱點。實驗結果表明，這些氣泡的溫度約為5000 K，壓力約為1000 atm，加熱和冷卻速率高于1010 K / s。這些空化會在否則為冷的液體中產生極端的物理和化學條件。

對于含有固體的液體，暴露于超聲下可能會發生類似現象。一旦在擴展的固體表面附近發生氣蝕，則空腔塌陷是非球形的，并導致高速液體噴射到表面。這些噴流和相關的沖擊波會損壞現在高度加熱的表面。液體粉末懸浮液會產生高速粒子間碰撞。這些碰撞會改變表面形態，組成和反應性。