Гидродинамическая

Гидродинамическая кавитационная обработка (технология гидроволнового воздействия) известна уже много лет и в настоящее время успешно используется для водоподготовки и очистки сточных вод различных предприятий.

Принцип кавитационной (гидродинамической, гидроволновой) обработки природных и сточных вод состоит в создании кавитационных гидроволновых колебаний в жидкости, совмещенных с процессами аэрации (обогащения кислородом) и дегазации (удаления углекислого газа) которые приводят к интенсификации физико-химических взаимодействий, обеззараживанию и т.д. Обработанная вода подается на стадию фильтрования.

Кавитация - образование в капельной жидкости полостей, заполненных газом, паром или их смесью (так называемых кавитационных пузырьков, или каверн). Кавитационные пузырьки образуются в тех местах, где давление в жидкости становится ниже некоторого критического значения Pкp (в реальной жидкости Pкp приблизительно равно давлению насыщенного пара этой жидкости при данной температуре).

Гидродинамическая кавитация происходит при понижении давления (например, при сужении поперечного сечения потока и последующем расширении) вследствие возникновения больших местных скоростей в потоке движущейся капельной жидкости.

Присутствующие в потоке жидкости пузырьки газа или пара, попадая с потоком в область давления меньше критического, начинают расти. В зоне пониженного давления рост прекращается, и пузырьки начинают уменьшаться. Если в пузырьках содержится достаточно много газа, то при достижении ими минимального радиуса, они восстанавливаются и совершают несколько циклов затухающих колебаний, а если мало, то пузырек схлопывается полностью в первом цикле.

Чем меньше газа в пузырьке, тем быстрее происходит его сокращение и тем сильнее сопровождающий его звуковой импульс.

При интенсивной кавитации возникает и схлопывается множество пузырьков, что сопровождается сильным шумом со сплошным спектром от нескольких сотен герц до сотен кГц. Спектр расширяется в область низких частот по мере увеличения максимального радиуса пузырьков.

Если жидкость насыщена газом, то газ диффундирует в пузырьки и полного захлопывания их не происходит. Интенсивные колебания газонаполненных пузырьков, как в свободной жидкости, так и вблизи поверхности твёрдых тел создают микропотоки жидкости ускоряющие массообменные процессы.

Кавитация также сопровождается ионизацией газа в пузырьках (в т.ч. с образованием Н2О2), что приводит инициированию и ускорению ряда химических реакций (например, окисления) невозможных или медленно протекающих в обычных условиях.

Для данной технологии не требуется применения реагентов и других расходных материалов.

При кавитационной обработке, совмещенной со стадией аэрации, происходит окисление некоторых примесей (например, двухвалентного железа).

Также возможна очистка и опреснение морской воды с получением воды питьевого назначения.

Помимо этого, в кавитационном режиме происходит деструкция сложных органических и прочих молекул (нефтепродуктов и т.п.).

Кроме этого, метод кавитационного воздействия можно использовать для обеззараживания воды. Импульсы давления, возникающие в кавитационных пузырьках, обусловливают мгновенные разрывы микроорганизмов и простейших, находящихся в водной среде, подвергаемой действию ультразвука и являющимися зародышами для образования пузырьков. Бактерицидное действие кавитации прямо пропорционально ее интенсивности, скорости потока и числу ступеней возбудителей кавитации.

Смотрите также: