在漳州有一种叫高压微射流均质机的设备,它是利用流体动力学原理来把物料里的颗粒弄碎,然后让它们变得更均匀。这次我们来聊聊这个技术,从能量怎么转换这个角度入手,看看它到底是怎么工作的。设备制造者通常把制造、实验、生产和销售合在一起做。如果你想了解更多,可以打开百度APP扫码下载免费咨询。这种机器工作的第一步其实不是直接去碰那些要处理的东西,而是先给工作用的流体加上能量。有个高压柱塞泵专门负责这事儿,它把原本悬浮在流体里的物料加压到几十到几百兆帕。这个过程就是把电能变成了流体的压力势能。这时候的流体虽然带着高压,但里头的颗粒状态还没变,高压只是为了后面的质变存点劲儿。泵子做得精细、材料又强,这才决定了能给多少力、还稳不稳。 加了压的流体接下来就被送到一个特别设计的地方——相互作用腔。这地方一般有个特别窄的道或者缝儿。当高压水流必须从这个细缝挤过去的时候,压力势能马上就转变成了飞快的动能,速度一下子冲到每秒好几百米。这就好比把宽阔的河水引到了峡谷里,水流速度马上就变快了。能量集中之后,水流就从缓缓的流变成了高速射流,这样就能做好下一步的准备。 射流形成以后,它用来破坏和重组颗粒主要靠几种物理现象。先是强烈的剪切力,因为水流内部速度不一样,颗粒就被不同方向拉扯。然后是空穴效应,当射流在腔里拐弯或者相撞时,压力突然降下来导致水气化出小气泡,这些气泡破灭的时候会产生冲击波。最后是湍流效应,高速流动产生的乱流漩涡会不停地撞颗粒摩擦它们。这三种作用不是单独发生的,而是在百万分之一秒里一块儿使劲儿。 当这些力作用到悬浮颗粒上的时候,物质结构就开始变化了。如果是软软的东西或者细胞组织,剪切力主要是把它们撕烂或者变形;如果是比较硬的颗粒或者团块,冲击波的威力最大能把它们打碎。整个过程都是为了把颗粒变小点、分布均匀点。不过这事儿也不是随便乱来的,等颗粒小到一定程度了表面能量太高它就不碎了。你可以通过调压力或者循环次数来控制最后的颗粒大小分布。 要把这么剧烈的能量转换实现出来,设备本身得扛得住高压、高速还有磨损这些难题。核心部件一般都是用特别硬的合金或者人造金刚石做的才能挨得住磨。温度控制系统也少不了,因为有些机械能量变成了热能得散热降温。现在的机器里还有传感器和电脑控制板随时盯着压力流量温度呢。 跟那些用球磨或者用转定子切的老技术比起来,这种技术的优势就是力气大还不脏东西。它不靠外部的研磨介质所以没污染;产生的剪切力比老式的大很多。但它也有边界:碰到特硬或者特韧的东西可能就打不动了;处理特别黏的液体也费劲。搞清楚这些特点和限制就能帮你挑对用的时候的技术。 从能量流动的角度看,这东西把电能变成了流体的压力能又变成了动能最后变成了物质界面能。它最大的价值就是提供了一种高强度又可控的物理方法来改变物质微观状态的分散情况。这种变化是物理性质的结果能不能重复看你控制得好不好技术适不适用要看它的原理跟工程能不能做到位而不是什么都能搞定。