超高壓微(wei)射流納米均質機

型號(hao)：BY-398MPA

設備(bei)簡(jian)介：

溫州(zhou)濱一機械科技(ji)有限公司(si)是(shi)專業生產超高壓(ya)殺(sha)菌設(she)備，主要(yao)應(ying)用于食品(pin)、飲料、醫(yi)藥、生物技(ji)術、化妝品(pin)、石(shi)墨烯(xi)等(deng)材料領域。該設(she)備在國內許多(duo)杰出企業、大學以及研究院已得到廣泛應用。

溫(wen)州濱(bin)一機械科技(ji)有限公司(si)克服原來材(cai)料上的瓶頸，制造了目前(qian)國內比較高的壓力微(wei)射流設備，最高壓力達到500mpa，給(gei)做(zuo)研究高科技工作者施展更好的空間。

超高壓微(wei)(wei)射流納米均質機，BY-398MPA，就是通過增(zeng)壓(ya)泵把(ba)液體輸送到(dao)容器里增(zeng)壓(ya)到(dao)設(she)定的壓(ya)力，瞬(shun)間泄放(fang)經(jing)過金剛(gang)石均(jun)質(zhi)腔(qiang)物料以極高的流速(su)（1200-1800米/秒）噴出，碰撞(zhuang)在反方向(xiang)的物料，產生三種效(xiao)果①空穴效(xiao)應②撞(zhuang)擊效(xiao)應③剪切效(xiao)應。經(jing)過這三種效(xiao)應處理后，物料粒徑可均(jun)勻細化(hua)到100nm以下，細(xi)胞破碎率大于(yu)95%。

技(ji)術參數(shu)：

實驗中試型（可選取(qu)金剛石均(jun)質(zhi)腔，0.05-0.1mm）

工作壓力：0-500mpa（72500PSI）

工作流(liu)量16-36L/N

最小(xiao)處理量(liang) 100ml

最大進料物顆粒 300um

最大進(jin)料粘度≤2000cps

均(jun)質溫度可控制6-90℃

電源(yuan)使(shi)用380V/50HZ 7.5KW

該設備接觸物(wu)料的(de)材(cai)質(zhi)都是經(jing)FDA &GMP認可(ke)，以316L和17-4特殊(shu)含金鋼(gang)、超高分子聚乙烯和PEEK等，支持CIP。

液壓動力(li)傳輸(shu)，結構經久耐用，系統異常急停按鈕。

PLC自動控制系統(tong)。

特(te)點：

整機(ji)使用液壓系統，高壓穩定。

本設備采用(yong)高壓金屬(shu)密封(feng)為主，無(wu)泄漏，工作時間長。高壓下(xia)暫停(ting)，走(zou)空(kong)，加入物料無(wu)需(xu)排氣，即(ji)可正(zheng)常工作。物料走(zou)空(kong)后可自動(dong)關機，安全保證。

實驗室(shi)專用(yong)型(xing)（適合：生物，醫藥(yao)，食品，化(hua)工，納米懸(xuan)浮液。。。等行業(ye)）
技術性能

★ 設計壓(ya)力0-5000bar(500Mpa/77500psi)
★ 工作壓力0～4500bar(450MPa/65250psi)
★ 工作流量(liang)60L/h
★ 最小處理量：50ml
★ 最大進料粒徑≤300um
★ 最大進料黏度≤2000cp
★ 最高工作溫度≤ 90℃

★ 均質樣(yang)品溫度可控制 ≤ 4～10℃

★ 均質閥組件(jian)為(wei)100%人造金剛(gang)石材質，耐壓(ya)，耐磨
★ 泵體為分(fen)體式(shi)設計(ji)，易拆(chai)卸，易清洗
★ 整機(ji)為GMP設計，可在線進行SIP/CIP操作
★ 具(ju)有超高壓設(she)計，壓力可(ke)達4500bar/65250psi
★ 高(gao)壓微(wei)射流均質(zhi)閥設計，氧化鋯高(gao)耐磨材質(zhi)閥組件
★ 數字式壓(ya)力顯示，精確到1 bar

★ 在線排空，內(nei)部可(ke)達到(dao)零殘留，不消耗物料

★ 物(wu)料(liao)可在(zai)高壓(ya)下暫停，走空(kong)，斷料(liao)后自動關機。
★ 動力端配置大功率電機，保(bao)證高(gao)壓下(xia)穩定(ding)工作
★ 特殊進(jin)料(liao)閥(fa)設計，無(wu)需排氣(qi)，可(ke)直接進(jin)料(liao)
★ 物料(liao)殘留量為零(ling)，特(te)別適合原輔料(liao)昂貴的產品(pin)研(yan)發

★ PLC自(zi)動(dong)化智(zhi)能控制系統，配有數據(ju)USB接口(kou),可實時監(jian)控曲線圖。

特點：

1、關機不用刻意旋動手(shou)柄泄(xie)壓，本設備內部自動泄(xie)壓。

   2、整機(ji)使用液壓系統作動力，高壓穩(wen)定。

   3、整機采用高壓金屬密封為主，無泄漏(lou)，工作(zuo)時間長。

   4、高壓下(xia)可(ke)暫停，走空，加入物料(liao)后無需排氣，可(ke)正常工作。

   4、物料(liao)走空后可(ke)自動關機，安全保(bao)證。

   5、可實時監控，拷貝曲線圖。

   6、均質(zhi)過程易產生高熱量(liang)的部件全程處于(yu)低溫冷媒控制中（4-10度之間）。

   7、可24小時高壓開(kai)機(ji)工作。

   8、PLC自(zi)動預設調壓(ya)，無(wu)需(xu)手動加壓(ya)。

微射流是在超(chao)高壓(310MPa)的壓力作用下，經過孔徑很(hen)微小(xiao)的閥心，產生幾倍音速的流體，從而(er)達到分散，均質，乳(ru)化，納米顆粒等(deng)等(deng)。

工作(zuo)原理：物料流(liu)經單向閥后，在高壓腔(qiang)泵里加壓。通過微米級的(de)噴嘴，以(yi)亞音(yin)速撞擊在乳化腔(qiang)上，同時(shi)通過強烈的(de)空穴，剪切效應，得到(dao)足(zu)夠(gou)小而均一(yi)的(de)粒徑分布。   產品(pin)優勢： 電液傳動，在保(bao)證安全(quan)性的(de)同(tong)時，獨特的(de)腔體構造，使均質壓力最高可(ke)達3100bar，有效解決顆粒的納米級分散； 并可循環均(jun)質(zhi)。 噴嘴核心材料為金剛石，同(tong)時采用金屬錐(zhui)面密封，在(zai)承受(shou)超高壓(ya)力的同(tong)時，保證密封性，延(yan)長使用壽命。    主要(yao)應用： 脂(zhi)肪乳(ru)、脂(zhi)質體、納米(mi)混懸液的制備； 細胞(bao)內物(wu)質的提取(qu)（細胞(bao)破碎）； 食品、化妝(zhuang)品的均質乳(ru)化； 新能源(yuan)產(chan)品（石墨烯電池導電漿料、太陽(yang)能漿料）   

概述

微射流特指(zhi)不需要(yao)額外的流源，射流的形成直(zhi)接來(lai)源于周圍流體(ti)。該項(xiang)技術最早(zao)于20世紀70年代提(ti)出，但(dan)直(zhi)到90年代才得到充分(fen)研究。微(wei)(wei)射(she)流的(de)形(xing)成(cheng)(cheng)主(zhu)要有(you)兩種形(xing)式，一種是(shi)由僅在一個側面上開有(you)微(wei)(wei)小(xiao)孔的(de)封(feng)閉(bi)腔(qiang)體形(xing)成(cheng)(cheng)射(she)流作動(dong)(dong)器，工作時開孔相對的(de)側面產生(sheng)振動(dong)(dong)，外界流體便會經(jing)由開孔不斷進(jin)入、排出腔(qiang)體，形(xing)成(cheng)(cheng)微(wei)(wei)射(she)流；另一種為(wei)直接(jie)將振動(dong)(dong)膜片(pian)放入環境流體之中，膜片(pian)振動(dong)(dong)時只要其振幅足夠大，也會沿膜片(pian)法線方(fang)向形(xing)成(cheng)(cheng)射(she)流。兩種形(xing)式中，振動(dong)(dong)的(de)產生(sheng)又可分(fen)為(wei)電磁機械式、靜電式和壓電式。 [1]

微射流作(zuo)動器原(yuan)理

GlezerA等人研(yan)制(zhi)成功的(de)微射流(liu)(liu)作動(dong)器及其形成的(de)微射流(liu)(liu)流(liu)(liu)場(chang)示意圖。

整(zheng)個(ge)作動(dong)器的結構尺寸很小，它采用微(wei)(wei)電子(zi)制造技術，在(zai)硅基(ji)或其他(ta)材料上整(zheng)體(ti)加(jia)工而成(cheng)。作動(dong)器腔體(ti)深度僅(jin)為幾(ji)十微(wei)(wei)米，射流出入(ru)口處長(chang)度為幾(ji)百微(wei)(wei)米，開孔平面為0.5mm寬(kuan)×75mm長的(de)窄(zhai)縫(feng)。腔體(ti)的(de)金(jin)(jin)屬(shu)振動(dong)薄(bo)膜由圓狀(zhuang)壓電陶(tao)瓷(ci)片驅(qu)(qu)動(dong)。作動(dong)器開始(shi)工(gong)(gong)作時，在其上加上周期性變(bian)化的(de)電壓信號，壓電陶(tao)瓷(ci)片就(jiu)驅(qu)(qu)動(dong)腔體(ti)金(jin)(jin)屬(shu)薄(bo)膜產(chan)生振動(dong)。以作動(dong)器在空氣中(zhong)工(gong)(gong)作為例，當(dang)薄(bo)膜沿x反向振動(dong)時，腔體(ti)(ti)內氣體(ti)(ti)壓強(qiang)降低(di)，外界氣體(ti)(ti)經開(kai)孔進入腔體(ti)(ti)；當(dang)薄膜沿x正(zheng)向振動時，腔體內(nei)氣體受到(dao)壓縮，又(you)會經由開孔(kong)排出(chu)腔體。在此(ci)過(guo)程中，開孔(kong)處(chu)氣流受到(dao)強(qiang)烈的(de)剪(jian)切作(zuo)用，因而(er)在出(chu)口銳(rui)緣處(chu)發生(sheng)分離(li)(流(liu)動由貼體(ti)進入腔(qiang)體(ti)轉(zhuan)向(xiang)為流(liu)向(xiang)環境)，進而卷起形成(cheng)(cheng)兩列旋(xuan)(xuan)(xuan)渦(wo)；而旋(xuan)(xuan)(xuan)渦(wo)一(yi)經形成(cheng)(cheng)，就(jiu)會向(xiang)下游(you)遷移(yi)。在遷移(yi)過(guo)程中，旋(xuan)(xuan)(xuan)渦(wo)對的能量不斷耗散，其(qi)相干結構逐漸消失，最終(zhong)演化為散亂的湍流(liu)流(liu)動，直至與環境氣體融為一(yi)體。周期性(xing)的薄膜振(zhen)動不斷產生旋(xuan)(xuan)(xuan)渦(wo)對，并重復演化過(guo)程，從而形成(cheng)(cheng)微(wei)(wei)射流(liu)。微(wei)(wei)射流(liu)在x-y平面(mian)上的速度(du)分布(bu)如圖1上方(fang)的(de)曲線(xian)所示。在旋(xuan)渦對(dui)經過的(de)途中，會伴隨(sui)產生一流(liu)動壓強降(jiang)低(di)的(de)區域(卷吸場(chang))。 [2]

微射流作動器及(ji)其形成的(de)微射流流場(chang)的(de)特(te)點

a.微(wei)射流作動(dong)器結構(gou)微(wei)小，質量也很小，因(yin)而(er)具有很廣的(de)用途。但其加工要涉及(ji)微(wei)電子制造技術，常規機械(xie)制造無(wu)法完成。

b.與常規的(de)(de)(de)連(lian)續射(she)流(liu)(liu)相比，微射(she)流(liu)(liu)是(shi)有(you)間隔的(de)(de)(de)流(liu)(liu)動。它(ta)的(de)(de)(de)凈(jing)質(zhi)量流(liu)(liu)率為零，動量不(bu)為零。其實質(zhi)是(shi)旋(xuan)渦(wo)對的(de)(de)(de)生成(cheng)、遷移和耗散(san)。只是(shi)由于這一系列過程進行(xing)的(de)(de)(de)頻率很(hen)高，宏觀表現類似于常規射(she)流(liu)(liu)而已。

c.微射流(liu)流(liu)動中伴隨有卷吸場產(chan)生，這也是其不同于(yu)常規射流(liu)的特征所(suo)在。

d.微(wei)射流(liu)的能量(liang)水平(旋渦(wo)對強(qiang)度)不僅取(qu)決于金(jin)屬薄(bo)膜(mo)振動所消(xiao)耗(hao)的電能(neng)功率(lv)(lv)(lv)，而且還與驅動信號(hao)的頻(pin)率(lv)(lv)(lv)及作動器腔(qiang)體的結構設(she)計等有關，因(yin)此有可能(neng)消(xiao)耗(hao)極少量的電能(neng)功率(lv)(lv)(lv)來獲得很強(qiang)的微射流強(qiang)度。

微射流之間的相(xiang)互(hu)作(zuo)用

形(xing)成零(ling)凈質量(liang)流(liu)率微(wei)射(she)流(liu)時，在(zai)作動器出口附近會產(chan)生強烈的卷吸場，這一點可從兩相(xiang)鄰的微(wei)射(she)流(liu)相(xiang)互作用看出圖2。其中兩射流雷諾(nuo)數(shu)均為Re=300，正弦電壓信號的驅動頻率為600Hz，相鄰兩射流驅動信(xin)號(hao)的相位差為θ。圖2a中，θ=70°，兩(liang)射流(liu)同相，相互(hu)作用的結果是兩(liang)股射流(liu)合成為沿x方向加寬的一股。圖2b中θ=70°。這樣，當(dang)一(yi)(yi)個射流(liu)(liu)作動器(qi)處于排氣(qi)(qi)過(guo)(guo)程(cheng)(cheng)時，另(ling)一(yi)(yi)個尚處于吸(xi)氣(qi)(qi)過(guo)(guo)程(cheng)(cheng)；排氣(qi)(qi)過(guo)(guo)程(cheng)(cheng)受吸(xi)氣(qi)(qi)過(guo)(guo)程(cheng)(cheng)影響，結果(guo)是相(xiang)位落后的(de)射流(liu)(liu)發生偏(pian)離(li)，流(liu)(liu)向相(xiang)位超(chao)前的(de)一(yi)(yi)側。圖2c中θ=130°，兩射流(liu)(liu)的(de)相互作用更為明顯，相位落后(hou)的(de)射流(liu)(liu)幾乎貼著作動器(qi)表面(mian)流(liu)(liu)向相位超前的(de)一方(fang)。

微射流技術的(de)應用

氣動力控(kong)制

微射流技(ji)術在氣動力控制(zhi)上的應用結果之一是可提(ti)高模(mo)型(xing)的升阻比。MichaelAmitay等人對2D圓柱(zhu)體的(de)氣動力性(xing)能調節進行了全(quan)面(mian)實(shi)驗研(yan)究。實(shi)驗在風洞中進行。風洞截面(mian)尺寸為(wei)0.91m×0.91m；氣(qi)流雷諾(nuo)數Re=3×104～1.3×105；流動最大速度為32m/s。實(shi)驗(yan)(yan)模型表(biao)面(mian)(mian)(mian)放置(zhi)零凈質量(liang)流率的(de)微射流作(zuo)動(dong)器(qi)。實(shi)驗(yan)(yan)中微射流產生的(de)低壓回流區形(xing)成一“虛擬面(mian)(mian)(mian)”，使附近(jin)的(de)流線偏(pian)離未受擾動(dong)的(de)邊(bian)界層(ceng)，從而使作(zuo)動(dong)器(qi)前(qian)后模型表(biao)面(mian)(mian)(mian)的(de)壓強系(xi)數顯著降(jiang)低。若在周向放置(zhi)多(duo)個微射流作(zuo)動(dong)器(qi)，則(ze)使得模型的(de)升(sheng)力(li)系(xi)數提(ti)高，阻力(li)系(xi)數降(jiang)低。

氣流在薄翼上的分離與再附

應用微射流技術還(huan)可改善翼型的失速性能(neng)。還(huan)是AmitayM等人利用微射(she)流技術對(dui)氣流在薄翼鈍(dun)頭體(ti)上的分離與再附進行了實驗研究。薄翼上安放有兩個微射(she)流作動器，其(qi)出口寬度為0.5mm，兩者(zhe)相距2.5mm。實(shi)驗(yan)結(jie)果顯示，不使用微(wei)射流(liu)作動器，當薄翼攻角超過5°時，流動就會分離。而使(shi)用微(wei)射流作(zuo)動器對氣(qi)流進行控(kong)制后，在17.5°攻角范圍內，氣流完(wan)全(quan)是(shi)附面的，部分地方(fang)達到25°附(fu)(fu)面(mian)臨(lin)界(jie)角。由于氣流附(fu)(fu)面(mian)區域擴大，使得(de)薄翼(yi)的升力(li)提高、壓差阻力(li)下降，而且通過控制氣流分離(li)點位置(zhi)，薄翼(yi)的失速性能變得(de)更好。SeifertA等人還在飛行馬赫(he)數下，采用微射(she)流技術，對推遲氣流在機翼上的分(fen)離點(dian)位置(zhi)進行了實驗研究(jiu)。實驗中微射(she)流作動器(qi)工(gong)作頻率為800Hz。結果顯示，在低馬赫數下(xia)(可(ke)認為(wei)氣流不可(ke)壓縮)，機翼最大升力系數可提高15%，失速后(hou)升力(li)最(zui)大(da)可提高50%，阻力(li)降低50%，而且機翼尾跡區氣流變得較為(wei)平穩(wen)。在高馬(ma)赫數條件(jian)下(必(bi)須考慮氣流的(de)可壓(ya)縮性)，機(ji)翼(yi)性能的(de)變化非常復雜。由于微射(she)流(liu)(liu)的(de)存在，機(ji)翼(yi)邊界層內氣流(liu)(liu)加速(su)，分離點位置退移，這是(shi)有利的(de)一面，但對于高(gao)速(su)可(ke)壓(ya)縮流(liu)(liu)微射(she)流(liu)(liu)的(de)控制效果不理想(xiang)。對于跨(kua)音速(su)流(liu)(liu)動，雖然微射(she)流(liu)(liu)對提高(gao)機(ji)翼(yi)升力不明顯(xian)，但可(ke)顯(xian)著緩和其(qi)顫震現象。 [4]

增強(qiang)混合

大(da)量微尺度的微射流(liu)旋渦(wo)元與射流(liu)相互作用還可增(zeng)強主(zhu)流(liu)的混合(he)。DavisSA等人(ren)利用微(wei)射流(liu)技術對增強噴液射流(liu)(主流(liu))的混合過程進行(xing)了(le)實驗(yan)(yan)研究。實驗(yan)(yan)中噴(pen)液孔直徑為(wei)25.4mm，出口(kou)速度為11.4m/s，雷諾(nuo)數為ReD=19000。噴液孔(kong)周(zhou)圍放置(zhi)9個微(wei)射流(liu)作動器(qi)，微(wei)射流(liu)流(liu)動方向可調整(zheng)為平行(xing)或垂直噴(pen)液孔(kong)軸線(xian)。微(wei)射流(liu)作動器(qi)開口寬(kuan)度(du)0.5mm×9mm，工(gong)作頻(pin)率(lv)為1.2kHz，微射流出(chu)口速度為11m/s。實(shi)驗(yan)結果顯示，正是因為(wei)微射流(liu)作(zuo)動器(qi)的(de)(de)作(zuo)用(yong)，在同(tong)樣下游位置處，主流(liu)剪(jian)切邊界層沿(yan)徑(jing)向(xiang)擴(kuo)展加速；與此同(tong)時，沿(yan)軸線的(de)(de)流(liu)動速度減慢(man)，并且主流(liu)近場(chang)處的(de)(de)徑(jing)向(xiang)波動速度增加了將近10倍(bei)；主(zhu)流(liu)較遠的下游位置(zhi)處，徑(jing)向波動速度減小至低于主(zhu)流(liu)未受控的程度。幾方面原因(yin)都(dou)使得(de)主(zhu)流(liu)的混合程度加(jia)強。

控制換熱(re)