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2008
Conference Paper
Titel
Untersuchungen zum Einfluss der Viskosität auf die Strömungsführung und den Ultraschallwandler in einem hochviskosen Medium
Alternative
Influence of viscosity on fluid flow and ultrasound transducer in a highly viscous media
Abstract
Ultraschallreaktoren stellen in vielen Zweigen der Industrie eine Standardlösung zur Dispergierung von Suspensionen dar. Der vorherrschende Mechanismus ist dabei die durch die hohen Schalldruckamplituden verursachte Kavitation. In zunehmendem Maße werden Durchflusszellen mit Ultraschallsonotroden ausgestattet, um die Dispergierung von Suspensionen zu erreichen. Bei der Dispergierung kommen oftmals hochviskose Medien zum Einsatz, die sowohl einen Einfluss auf die Strömungsführung in den Ultraschallreaktoren haben als auch auf den Wandler zurückwirken. Am Beispiel einer Saccharose-Lösung wird der Einfluss der Viskosität auf die Strömungsform in einem zwangsdurchströmten Ultraschallreaktor durch Auswertung von CCD Bilddaten erläutert. Dabei wird insbesondere die zeitliche Entwicklung des Kavitationsfeldes mit abnehmender Viskosität berücksichtigt. Die Viskosität der Suspension ändert sich mit zunehmender Temperatur. Der Anstieg der Temperatur wird durch den fortlaufenden Eintrag von Ultraschall in das Medium und durch Rückführung der Suspension in den Vorlagebehälter zur Ultraschallanlage verursacht. Die Rückwirkung auf die Auslenkung des Wandlers konnte aus dem Feedbacksignal einer zusätzlichen Piezopackung als Sensor im Wandler realisiert werden. Das Signal konnte mit einem Oszilloskop ausgelesen und in Relation zur Viskosität gesetzt werden.