Buborék interakciók vizsgálata a szonokémiában

Investigation of bubble interactions in sonochemistry

Authors

  • NAGY Dániel
  • HEGEDŰS Ferenc

Keywords:

sonochemistry, bubble interactions, ALPACA, CFD, numerical simulation, /, szonokémia, buborék interakciók, numerikus szimuláció

Abstract

A better understanding of bubble interactions contributes to the optimisation of sonochemical reactors. Bubbles expanding under acoustic excitation can coalesce if they are close enough. Bubbles that are far apart are characterised by non-spherical bubble expansion, which destabilises the bubble shape and leads to bubble breakage or bubble jetting. All the above phenomena reduce the yield of sonochemical reactors, the aim being to determine the distance above which the various undesired bubble interactions can be neglected.

Kivonat

A buborék interakciók pontosabb megismerése hozzájárul a szonokémiai reaktorok optimalizálásához.  Az akusztikus gerjesztés hatására kitáguló buborékok összeolvadhatnak, amennyiben elég közel találhatók egy-máshoz. Távolabb eső buborékoknál a nem gömb alakú kitágulása a jellemző, amely destabilizálja a buborék alakját és széteséshez vezet. A felsorolt jelenségek mind a szonokémiai reaktorok kihozatalát csökkentik, a cél azon távolság meghatározása amely felett a különböző nem kívánt buborék interakciók már elhanyagolhatók.

References

Kalmár Cs., Klapcsik K., Hegedűs F, Relationship between the radial dynamics and the chemical production of a harmonically driven spherical bubble, Ultrasonics Sonochemistry, Elsevir, 2020, Vol. 64, 104989

Hoppe N., Adami S., Adams N. A., A parallel modular computing environment for three-dimensional multiresolution simulations of compressible flows, Computer Methods in Applied Mechanics and Engineering, Elsevir, 2022, Vol. 391, 114486

Hoppe N., Winter J.M., Adami S., Adams N. A., ALPACA - a level-set based sharp-interface multiresolution solver for conservation laws, Computer Physics Communications, Elsevir, 2022, Vol. 272, 108246

Nagy D., Spherical stability analysis of microbubbles with ALPACA program package, MSc Diplomaterv, Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem, 2024

Koch M., Lechner C., Lauterborn W., Mettin R., Bubble collapse directly at an object: fast jet and shock wave, Proceedings of Meetings on Acoustics, Acoustical Society of America, 2022, Vol. 48, Issue 1

Postema M. és mtsai, Ultrasound-induced encapsulated microbubble phenomena, Ultrasound in Medicine & Biology, Elsevir, 2004, Vol. 30, 827-840

Roselló J.M. és mtsai, Acoustically induced bubble jets, Physics of Fluids, AIP Publishing, 2018, Vol. 30, 122004

Downloads

Published

2024-04-23