超声波作用于介质液体时,在负压区内介质分子间的距离会超过液体介质保持不变的的临界分子距离,液体介质就会发生断裂,形成微泡,微泡长大变成空化气泡。气泡可重新溶解于气体中,也可上浮并消失,也可能脱离超声场的共振相位而溃陷。这种空化气泡在液体介质中产生、溃陷或消失的现象。
超声波分散机通过搅拌器发生循环搅拌,使得溶液中的液体、气体,甚至悬浮的颗粒得以混合均匀。而为了达到这一目的,需要通过强制对流、均匀混合的器件来实现,就是搅拌器。通过搅拌,使反应物充分混合、受热均匀,缩短反应时间,提高反应产率。
理论上虽然可将搅拌功率分为设备功率和搅拌作业功率两个方面考虑,但在实践中一般只考虑或主要考虑功率,因搅拌作业功率很难予以准确测定,一般通过设定搅拌机的转速来满足达到所需的搅拌作业功率。从超声波分散机功率的概念出发,影响搅拌功率的主要因素如下。
1、设备结构和运行参数,如:设备的型式、桨叶直径和宽度、桨叶的倾角、桨叶数量、搅拌器的转速等。
2、搅拌槽的结构参数,如:搅拌槽内径和高度、有无挡板或导流筒、挡板的宽度和数量、导流筒直径等。
3、搅拌介质的物性,如:各介质的密度、液相介质黏度、固体颗粒大小、气体介质通气率等。
由以上分析可见,影响搅拌功率的因素是很复杂的,一般难以直接通过理论分析方法来得到搅拌功率的计算方程。因此,借助于实验方法,再结合理论分析,是求得搅拌功率计算公式的途径。