超声微流体纳米分散机的原理与特点

超声微流体纳米分散机的原理与特点

超声微流体纳米分散机是微流体设备，是应用于纳米材料、医药中间体、精细化学品的连续流生产技术与装备。

实验型超声微流体纳米分散机参数

流 量：1-400 mL/min

管道直径：1-4 mm

管道体积：0.055-2.47 mL

超声功率：10-80 W

管道材质：石英玻璃或不锈钢

工业型超声微流体纳米分散机

流 量：10-100 L/h

管道直径：2-5 mm

管道体积：6.78-106.0 mL

超声功率：100-2000 W

管道材质：钛合金或不锈钢

特点：

连续生产、粒径均一、快速放大、在线清洁、耐受稳定、常压操作

功能：

快速混合，混合时间10~100ms

超声乳化，液液50~200nm

超声破碎，颗粒100~300nm

混合原理

超声波在流体中产生空化现象，空化气泡在超声波作用下快速移动、振荡、崩塌，并产生声流、射流等现象，像一个微型搅拌子一样快速混合流体。研究表明不同尺寸的空化气泡的振荡强度和机械搅拌效果是不同的，对于常见的20-60 kHz的超声场，直径10-300微米的空化气泡的机械混合效果最佳。通过微流体通道结构与声场的匹配设计，可以精确调控空化气泡尺寸使其处于上述范围，达到最佳混合效果。

乳化原理与性能

在超声微流体通道中，超声空化气泡与液滴高速碰撞，空化气泡频繁穿越油水界面，同时空化气泡自身的振荡、崩塌产生高速射流，这些剧烈碰撞和剪切作用均可以粉碎液滴产生乳化作用。由于超声微流体反应器中微通道尺寸小，所有流体都处于超声换能器的近场辐射中，声场强度高且分布均匀；再通过调节微通道中空化气泡的数量和分布，可实现空化气泡和液滴再微通道狭小空间内的频繁、高效碰撞/剪切，实现超声孵化机无法达到的快速纳米乳化。

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