×
  • ورود ثبت نام فراموش کرده ام

پلتفرم فناوری

پدیده کویتاسیون چیست؟  

کویتاسیون به عنوان یک فرایند فیزیکی عبارتست از تشکیل حباب‌هایی از بخار یک سیال مایع که معمولاً در نواحی کم فشار در داخل سیال تولید می‌شوند و متعاقبا متلاشی شدن حباب‌ها پس از افزایش فشار سیال را در پی خواهد داشت. این پدیده هنگامی رخ می‌دهد که فشار استاتیکی محلی در یک سیال، سطحی پایین‌تر از فشار بخار مایع در درجه حرارت واقعی باشد. نسبت بین فشار استاتیک و فشار بخار، بیانگر تمایل به تبخیر و ایجاد کویتاسیون می‌باشد. بر اساس معادله برنولی، این اتفاق زمانی رخ می‌دهد که سیال در پمپ شتاب بگیرد. گاهی این پدیده به وسیله‌ شتاب دادن یک سیال توسط یک نازل به وجود می‌آید که البته اساس طراحی راکتور نانوکویتاسیون به شمار می‌رود. در کل، مهم‌ترین عوامل ایجاد کویتاسیون عبارتند از:

۱- تبخیر

۲- مکش هوا

۳- سیرکولاسیون داخلی

۴- آشفتگی جریان

ماهیت طبیعی پدیده کویتاسیون به خودی خود مضر است و عموماً این پدیده در پمپ‌‌ها مشاهده شده و در صورت وقوع یکی از خسارات آن ایجاد خوردگی و حفره بر روی بدنه پروانه و پوسته پمپ است. ممکن است در داخل پمپ شرایطی به وجود آید به طوریکه در دمای موجود، با توجه به کاهش فشاری که ایجاد شده، سیال بجوشد. این پدیده در صورت وقوع در ابتدای پره در داخل پروانه رخ می‌دهد. تبدیل مایع به حباب‌‌های بخار همراه با افزایش حجم ناگهانی می‌‌باشد (دانسیته مایع بیش از ١٠٠٠ برابر دانسیته بخار در این شرایط است). حباب تشکیل‌شده با سرعت زیادی به جلو هدایت می‌شود. در نیمه دوم پره با افزایش فشار سیال، شرایط از حالت اشباع به حالت مایع فشرده بر میگردد و طی پدیده پیچید‌ه‌ای حباب بخار، سقوط کرده و ضمن تقطیر شدن با سرعت زیاد (تا ۵٠ متر برثانیه) به اطراف برخورد می‌کند. قطرات سیال که با این سرعت به اطراف برخورد می‌کنند، دارای ممنتوم بسیار بالایی هستند به طوری که نیروی وارد شده از طرف این ذرات بر دیواره پروانه قادر است قسمتی از بدنه پروانه را کنده و بر روی آن ایجاد حفره کند.

کمتر فلزی در برابر این نیرو مقاومت می‌کند. آلیاژ‌های فولادی کروم‌دار مقاومت بهتری در مقابل این پدیده دارند. این پدیده معمولاً با ایجاد سر و صدا نیز همراه است که فرکانس آن به ١MHZ می‌رسد. به این صدا اصطلاحاً صدای سفید گفته می‌شود. می‌توان از طریق اندازه‌گیری صدا، بروز کویتاسیون را تشخیص داد.  

 

فناوری کویتاسیون

در این میان شرکت PNF با ایده گرفتن از این پدیده‌ طبیعی، راکتوری ساخته است که انرژی بالای تولید شده توسط پدیده فوق را در راستای اهداف مفید صنعتی و نیمه‌صنعتی هدایت می‌کند، از جمله توزیع نانوذرات جامد در مایعات و همچنین تولید نانوامولسیون‌‌های مایع-مایع. در این راکتور با استفاده از فشار بسیار بالا و همچنین به کارگیری نازل با طراحی ویژه، نانوحفرات در داخل سیال ایجاد می‌گردد (نانوکویتاسیون). این فرایند یک شبیه‌سازی از فرایند آلتراسونیک است. نانوحفرات ایجاد شده در سیال به عنوان عامل توزیع‌کننده نانوذرات و یا عامل تولید‌کننده امولسیون‌‌های همگن مایع-مایع می‌باشند. با در اختیار داشتن این فناوری می‌توان نانوکلوئید و نانوامولسیون‌‌های گوناگون (برای مثال نفت-آب یا روغن-آب) در مقیاس صنعتی و نیمه‌صنعتی تولید کرد.

از مزایای این فناوری می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

۱- ارتقای کیفیت محصول
۲- قابلیت تولید در مقیاس‌های آزمایشگاهی، نیمه‌صنعتی و صنعتی در کاربرد‌‌های مختلف
۳- راندمان انرژی بالا
۴- زیست‌سازگاری
۵- مصرف انرژی پایین‌تر در مقایسه با سایر روش‌های مشابه

با توجه به وسعت حوزه کاربردی دستگاه نانوکویتاسیون هیدرودینامیک، بسته به شرایط کاری و صنعت مورد استفاده از دستگاه، طراحی و ویژگی دستگاه متفاوت خواهد بود. در هر کاربرد و با توجه به نیاز خروجی، طراحی دستگاه متفاوت خواهد بود. این دستگاه برای کاربرد‌های فراوانی قابل ارائه است که هر کدام از آن‌ها دارای ویژگی و طراحی منحصر به فردی است. تنوع این محصولات به حوزه‌‌های زیر قابل دسته‌بندی است:

آ) تولید نانوامولسیون‌های مختلف صنعتی و شیمیایی برای مثال در حوزه رنگ

ب) هموژنیزاسیون مواد مختلف غذایی مانند شیر، دوغ، انواع آب میوه، سس‌ها و ...

پ) پاستوریزاسیون سرد شیر، آبمیوه و انواع نوشیدنی‌‌ها

ت) تولید نانوامولسیون‌های مختلف در حوزه آرایشی و بهداشتی

ث) به عنوان یک روش اکسیداسیون پیشرفته در حوزه تصفیه آب و پساب

ج) تزریق نانوحباب‌های ازن، اکسیژن و ... در حوزه تصفیه آب و پساب

چ) حوزه سبک‌سازی نفت

 

اشتراک گذاری

محصولات