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干冰清洗原理以及干冰清洗如何工作?

发布于:2019-03-02 21:43:10 点击量:

干冰清洗原理

l  热震冲击:污染物和物体表面产生温度差(-79冷冲击),污物表面快速被干冰颗粒快速冷却至-79,导致污垢冷冻脆化,并且与被清洁表面的粘附能力急剧下降。

l  机械动能:干冰颗粒高速冲击污物表面,通常干冰的速度超过声速。干冰颗粒在高速下具有低硬度(莫氏标度为2),并且不会损坏表面。

l  物理升华干冰颗粒在与待清洁的表面接触时升华,即干冰会从固体转变为气态。干冰颗粒的体积增加800倍。这种爆炸效果不会破坏被清洁表面,但是污物却因被炸散而被清除。颗粒带走污染物并使其从物体表面脱落而不损坏表面。整个过程不产生水,不需要化学品。

干冰清洗基本过程

干冰颗粒喷射类似于喷砂,塑料珠喷砂或苏打喷射,其中介质在加压空气流(或其他惰性气体)中加速以冲击待清洁或制备的表面。 通过干冰喷射,影响表面的介质是固体二氧化碳(CO2)颗粒。 使用干冰颗粒作为喷射介质的一个独特方面是颗粒在与表面撞击时升华(蒸发)。 颗粒与表面之间的综合冲击能量耗散和极快的热传递导致固体CO2瞬间升华为气体。 气体在几毫秒内膨胀到颗粒体积的近八百倍,这实际上是在撞击点处的“微爆”。 由于二氧化碳蒸发,干冰喷射过程不会产生任何二次废物。 剩下要收集的是被除去的污染物。

干冰喷射相关的动能是颗粒质量密度和冲击速度的函数

与其他喷砂介质一样,与干冰喷射相关的动能是颗粒质量密度和冲击速度的函数。 由于CO2颗粒具有相对低的硬度,因此该过程依赖于高粒子速度来实现所需的冲击能量。 高粒子速度是超音速推进剂或气流速度的结果。

二氧化碳颗粒的温度非常低

与其他喷砂介质不同,二氧化碳颗粒的温度非常低,为-78.5°C。这种固有的低温使干冰喷射过程具有独特的热力学诱导表面机制,可以或多或少地影响涂层或污染,具体取决于 涂层类型。 由于干冰颗粒与被处理表面之间的温差,可能发生称为“压裂”或热冲击的现象。 当材料的温度降低时,它会变脆,使颗粒撞击破坏涂层。

不同材料之间的热梯度或差异可用于破坏两种材料

而且,具有不同热膨胀系数的两种不同材料之间的热梯度或差异可用于破坏两种材料之间的结合。 当喷涂非金属涂层或粘合到金属基材上的污染物时,这种热冲击最明显。 很多时候,研究这一过程的公司都关注热冲击对母材的影响。 研究表明,温度降低仅发生在表面上,基板金属中不会发生热应力。 为了说明这一原理,进行了一项实验,其中将热电偶嵌入不同深度的钢基材中(与表面齐平至2mm深)。

 





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