Экспериментальное изучение процессов коалесценции парогазовых пузырьков, возникающих под действием ультразвука

Автор: Виктория Олеговна Синицына

Соавторы: И.А. Фаттахова, К.А. Рыбкин, О.О. Фатталов, Т.П. Любимова

Организация: Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Пермский государственный национальный исследовательский университет»

В работе экспериментально определяется объемное содержание и распределение диаметра парогазовых пузырьков в зависимости от частоты, мощности ультразвукового воздействия и состава жидкости носителя.

Эксперимент проводился с использованием установки, схематично представленной на рисунке, состоящей из сонохимического реактора со сменным источником ультразвука с частотой 28 кГц, 40 кГц, 1,7 МГц и блока оптической регистрации парогазовых пузырьков в проточном режиме.

Принцип работы установки заключается в следующем. На первом этапе включается водяной насос, создающий непрерывный поток жидкости, затем в сонохимичском реакторе при включении ультразвука образуются кавитационные пузырьки, коалесценция [1] которых приводит к образованию видимых парогазовых пузырьков. Далее пузырьки с потоком жидкости попадают в блок оптической регистрации, где с использованием высокоскоростной камеры (Basler A504kc) с телецентрическим макрообъективом происходит подсчет общего количества пузырьков и измерение их диаметра. Для обработки результатов используется программное обеспечение с помощью которого построены графики зависимости количества парогазовых пузырьков, возникающих в жидкости с течением времени, и гистограммы распределения диаметра пузырьков в зависимости от внешних параметров и от времени включения источника ультразвука. Таким образом, можно оценить особенности коалесценции пузырьков в сонохимическом реакторе в зависимости от различных условий и состава жидкости.

Исследование выполнено за счет гранта Российского научного фонда (проект № 20-69-46066)

1. Firouzi M., Howes T., Nguyen A. V. A quantitative review of the transition salt concentration for inhibiting bubble coalescence //Advances in colloid and interface science. 2015. Т. 222. С. 305.