Venturi

Kavitaatio on fysikaalinen ilmiö, joka tapahtuu, kun nesteessä tapahtuvat nopeat paineenmuutokset saavat aikaan höyrytäytteisten onteloiden (kuplien) muodostumista, kasvua ja äkillistä luhistumista. Vaikka se saattaa kuulostaa yksinkertaiselta, kavitaatio on korkeaenerginen prosessi, joka kykenee synnyttämään äärimmäisiä paikallisia lämpötiloja, shokiaaltoja ja kemiallisia reaktioita.

Vedenkäsittelyssä, pumpuissa, turbiineissa ja edistyksellisissä hapetusjärjestelmissä kavitaatio voi olla joko vahingollinen ongelma — tai tehokas työkalu.

Nanokuplat — kaasukuplat, joiden halkaisija on tyypillisesti alle 200 nm — ovat herättäneet merkittävää huomiota vedenkäsittelyssä, vesiviljelyssä, maataloudessa, puhdistuksessa ja biolääketieteellisissä sovelluksissa. Niiden ainutlaatuinen käyttäytyminen, mukaan lukien pitkä viipymäaika, suuri pinta-ala ja epätavallinen zetapotentiaali, tekee tuottoratkaisun valinnasta kriittisen. Monien menetelmien joukosta kaksi hallitsevaa teknologiaa on noussut esiin: kalvopohjaiset (membrane-based) nanokuplageneraattorit ja Venturi-putkeen perustuvat nanokuplageneraattorit.

Molemmat pyrkivät maksimoimaan kaasu-neste-massansiirron ja luomaan korkean kuplien stabiiliuden, mutta ne eroavat perustavanlaatuisesti mekanismin, tehokkuuden, skaalautuvuuden, ylläpidon ja tiettyihin käyttötarkoituksiin soveltuvuuden osalta. Tässä artikkelissa tarkastellaan näitä eroja syvällisesti.