Get access
Advertisement

Sonochemical cavitation phenomena in small bubbles

Authors


  • This paper presents the results of one phase of research carried out at the Jet Propulsion Laboratory, California Institute of Technology, under Contract No. NAS 7–100, sponsored by the National Aeronautics and Space Administration.

Abstract

A theoretical study has been made on collapsing cavities in liquids. When a chemical reaction is not occurring in the cavity, the departure from the Rayleigh collapse time increases with decreasing Weber number. When a chemical reaction is taking place within the cavity, the conversion first decreases and then increases with decreasing initial radius of the cavity owing to the interaction of collapse time and gas temperature within the cavity. For large cavities the viscous damping effects are almost negligible, while for small cavities the damping of the cavity motion is quite significant. When an exothermic reaction is taking place within the cavity, the velocity of the cavity wall and maximum radius achieved upon rebound increase with each successive rebound until chemical equilibrium is approached. The influence of an increase in the number of molecules formed during the reaction upon collapse is described in the text along with a discussion of how various parameter and dimensionless groups affect the collapse of the cavity.

Abstract

On a fait une étude théorique des cavités d'affaissement dans les liquides. Lorsqu'il ne se produli pas de réaction chimique dans la cavité, la déviation du temps d'affaissement de Rayleigh s'accroit en měme temps que le nombre de Weber diminue. Lorsqu'il se produit un réaction chimique dans la cavité, la transformation diminue d'abord, puis augmente en mème temps que le rayon initial de la cavité décroǐt à cause de Paction mutuelle du temps d'affaissement et de la température du gaz dans la cavité. Dans le cas de cavités prononcées, les effets d'amortissement visqueux sont presque négligeables, tandis qu'en présence de petites cavités, l'amortissement du mouvement de la cavité est très notable. Quand il se produit une réaction exothermique dans la cavité, la vélocité de la paroi de celle-ci et le rayon maximum obtenu par rebondissement augmentent avec chaque bond successif jusqu'à la formation d'un équilibre chimique. On décrit l'influence qu'exerce sur l'affaissement une augmentation du nombre de molécules formées durant la réaction et discute comment des groupes sans dimensions et à divers paramètres affectent l'affaissement de la cavité.

Get access to the full text of this article

Ancillary