بررسی اثر تلفیق فرکانس های بالا و پایین امواج التراسونیک در فرایندهای شیمیایی

التراسونیک به عنوان یک تکنولوژی جدید عبارت است از کاربرد امواج صوتی با فرکانسی بالاتر از حد شنوایی انسان. تابش همزمان امواج التراسونیک با فرکانس های یکسان و یا مختلف به یک سیستم به منظور حصول بازدهی و نتایج مطلوب تر، یکی از روش های استفاده از این تکنولوژی می باشد. از این رو در این تحقیق، تلفیق و استفاده ی همزمان امواج فرکانس پایین (khz 24) و فرکانس بالا (mhz 7/1) مورد مطالعه قرار گرفته است. به طوری که مبدل فرکانس پایین از بالا و مبدل فرکانس بالا از کف راکتور امواج را به درون سیستم می فرستند. به منظور بررسی کارایی های این سیستم پیشنهادی، فرایند های مختلفی مورد آزمایش قرار گرفته اند. جهت بررسی قدرت این سیستم فرایند حذف آمونیاک به عنوان یک فرایند تصفیه مورد بررسی قرار گرفته است. بازدهی حالت تلفیقی امواج در حذف آمونیاک با حالاتی که هر یک از مبدل ها به تنهایی در حال ارسال امواج هستند مقایسه گردیده است. در مرحله ی بعدی میزان کاویتاسیون ایجاد شده در این سیستم از طریق انجام واکنش ویزلر، که روشی متداول برای تعیین مقدار رادیکال های ?oh موجود در محیط می باشد، مورد تحقیق قرار گرفته است. همچنین اثر مکان مبدل فرکانس بالا و فرکانس پایین در نتایج حاصله مورد آزمایش قرار گرفته است. نتایج حاصل از این آزمایش ها نشان می دهد که تلفیق امواج فرکانس بالا و فرکانس پایین موجب کاهش توانایی موج فرکانس پایین در حذف آمونیاک و ایجاد کاویتاسیون می گردد. همچنین اثر تلفیق امواج بر روی اختلاط میکرو در یک سیستم ناپیوسته و نیز در میکروکانال t شکل نیز در این پروژه بررسی شده است. برای تعیین کیفیت اختلاط میکرو از واکنش موازی-رقابتی داشمن استفاده شده است. اثر مکان تزریق اسید به داخل سیستم ناپیوسته و محاسبه ی شاخص جدایی و زمان اختلاط در این سیستم ها و اثر غلظت اسید و سرعت جریان های ورودی به میکروکانال از جمله مواردی ست که مورد بررسی قرار گرفته اند. با توجه به نتایج حاصله، با استفاده از امواج تلفیقی، مقادیر شاخص جدایی و زمان اختلاط کمتری نسبت به حالات تابش امواج فرکانس پایین و فرکانس بالا حاصل شده است. این نتایج نشانگر افزایش میزان اختلاط میکرو به واسطه ی استفاده از این روش چه در سیستم ناپیوسته و چه در میکروکانال، در مقایسه با استفاده ی تک فرکانسه از امواج، می باشند.