JAK DZIAŁA TECHNOLOGIA

Jak działa technologia czyszczenia CO2?

Czyszczenie z użyciem dwutlenku węgla w postaci stałej (suchym lodem) działa dzięki trzem głównym czynnikom: energii kinetycznej granulek, efektowi wstrząsu termicznego i efektowi termokinetycznemu.
Technologia wydmuchiwania suchego lodu optymalizuje skuteczność czyszczenia dla każdego z zastosowań przez połączenie tych czynników i dostosowanie:

  • ciśnienia sprężonego powietrza,

  • typu dyszy (rozkładu prędkości),

  • wielkości i gęstości granulek dwutlenku węgla,

  • masowego natężenia przepływu i gęstości strumienia (liczby cząstek na jednostkę powierzchni na sekundę).

 

Energia kinetyczna granulek

Proces firmy AscoJet obejmuje wysokiej prędkości (naddźwiękowe) dysze do przygotowania powierzchni i usuwania powłok. Ponieważ siła uderzenia jest iloczynem masy i prędkości granulki w czasie, system firmy AscoJet osiąga największą możliwą dla granulek dwutlenku węgla siłę uderzenia przez rozpędzenie jej do największej możliwej do uzyskania prędkości w branży czyszczenia strumieniowego.

Nawet przy wysokich prędkościach uderzenia i kątach bezpośredniego uderzenia czołowego, efekt kinetyczny granulek dwutlenku węgla w stanie stałym jest minimalny w porównaniu z innymi mediami (materiał ścierny, piasek, tworzywo sztuczne). Jest to spowodowane względną miękkością dwutlenku węgla w stanie stałym, który nie jest tak gęsty i twardy, jak inne media. Granulki prawie natychmiast po uderzeniu zmieniają również stan ze stałego w gazowy, co efektywnie zapewnia prawie nieistniejący współczynnik przywrócenia w równaniu uderzenia. Bardzo mało energii uderzenia jest przenoszone do powłoki lub podłoża, dlatego proces czyszczenia suchym lodem jest uważany za nieścierny.

Efekt wstrząsu termicznego

Natychmiastowa sublimacja (zmiana stanu ze stałego w gazowy) granulek dwutlenku węgla po uderzeniu pochłania maksymalną ilość ciepła z bardzo cienkiej, wierzchniej warstwy powłoki lub substancji zanieczyszczającej. Ze względu na ciepło przemiany fazowej sublimacji absorbowane jest maksymalne ciepło.

Bardzo szybki transfer ciepła z wierzchniej warstwy powłoki do granulek tworzy ekstremalnie wielką różnicę temperatur między kolejnymi mikrowarstwami w ramach powłoki. Taki ostry gradient temperatury wytwarza lokalne naprężenia ścinające między tymi mikrowarstwami. Wytworzone naprężenia ścinające zależą również od przewodności cieplnej i współczynnika rozszerzalności cieplnej powłoki oraz masy cieplnej leżącego pod spodem podłoża. Wysoka siła ścinająca wytworzona w krótkiej chwili powoduje szybkie rozprzestrzenianie się mikropęknięć między warstwami, prowadząc do ostatecznego zerwania wiązań między warstwami substancji zanieczyszczającej i/lub powłoki na powierzchni podłoża.

Efekt termokinetyczny

Połączone rozpraszanie energii uderzenia i ekstremalnie szybki transfer ciepła między granulką i powierzchnią powodują natychmiastową sublimację dwutlenku węgla ze stanu stałego w stan gazowy. Gaz ten rozszerza się blisko 800 razy w porównaniu do objętości granulki w zaledwie kilka milisekund, co jest efektywnie „mikroeksplozją” w miejscu uderzenia.

Kiedy granulki zamienią się w gaz, siła „mikroeksplozji” jest jeszcze bardziej wzmacniana przez podnoszenie z podłoża spękanych cieplnie cząstek powłoki. Dzieje się tak z powodu braku energii odbicia granulki, która w momencie uderzenia ma tendencję do dystrybuowania swojej masy na powierzchni. Dwutlenek węgla w postaci gazowej rozszerza się w kierunku na zewnątrz od powierzchni, a wywołany tym „front wstrząsu eksplozji” efektywnie zapewnia obszar wysokiego ciśnienia skoncentrowany między powierzchnią i spękanymi cieplnie cząstkami powłoki. Skutkuje to bardzo wydajną siłą unoszącą cząsteczki z dala od powierzchni.