Cavitation Reaction Engineering

ادبیات شیمی کاویتاسیون سرشار از حدس‌ها، احتمالات، استدلال‌های اکتشافی و حدس‌های هوشمندانه است. اثرات شیمیایی کاویتاسیون با استفاده از تئوری‌های بسیاری که از ثابت‌های تجربی، پارامترهای قابل تنظیم و موارد مشابه تشکیل شده‌اند، توضیح داده شده‌اند. شیمیدانانی که با شیمی کاویتاسیون کار می کنند موافقند که این پدیده بسیار پیچیده و خاص سیستم است. ریاضیدانان و فیزیکدانان راه حل های جزئی برای پدیده های مشاهده شده بر اساس پارامترهای کاویتاسیون ارائه کرده اند، در حالی که شیمیدانان تلاش کرده اند بر اساس حالت های واکنش و تشخیص گونه های شیمیایی میانی توضیحاتی ارائه دهند. با این وجود، هیچ کس نتوانسته است یک موضوع یکپارچه، هرچند خام، برای اثرات آن بر اساس پارامترهای شناخته شده، مانند کاویتاسیون و شیمی گذرا که شامل دماهای بسیار بالا با مدت زمان نانوثانیه است، فرموله کند. هنگامی که ادبیات مربوط به واکنش‌های به کمک کاویتاسیون را بررسی می‌کنیم، واضح است که رویکرد تاکنون ماهیت «ادیسونی» داشته است. در حالی که تعداد زیادی از واکنش‌ها بازدهی افزایش یافته یا کاهش زمان واکنش را نشان داده‌اند، بسیاری از واکنش‌ها در حضور کاویتاسیون بی‌تأثیر باقی مانده‌اند. موفقیت یا شکست واکنش های کاویتاسیون در نهایت به فروپاشی حفره بستگی دارد. شیمی کاویتاسیون بر اساس اصول تشکیل حفره‌های گذرا کوچک، رشد و انفجار آنها است که واکنش‌های شیمیایی ناشی از ایجاد فشارها و دماهای شدید و درجه بالایی از ریزگردها را ایجاد می‌کند.

The literature on cavitation chemistry is ripe with conjectures, possibilities, heuris­ tic arguments, and intelligent guesses. The chemical effects of cavitation have been explained by means of many theories, consisting of empirical constants, adjustable parameters, and the like. The chemists working with cavitation chemistry agree that the phenomenon is very complex and system specific. Mathematicians and physi­ cists have offered partial solutions to the observed phenomena on the basis of cavitation parameters, whereas chemists have attempted explanations based on the modes of reaction and the detection of intermediate chemical species. Nevertheless, no one has been able to formulate a unified theme, however crude, for its effects on the basis of the known parameters, such as cavitation and transient chemistry involving extremely high temperatures of nanosecond durations. When one surveys the literature on cavitation-assisted reactions, it is clear that the approach so far has been "Edisonian" in nature. While a large number of reactions have showed either enhanced yields or reduced reaction times, many reactions have remained unaffected in the presence of cavitation. The success or failure of cavitation reactions ultimately depends on the collapse of the cavity. Cavitation chemistry is based on the principles of the formation of small transient cavities, their growth and implosion, which produce chemical reactions caused by the generation of extreme pressures and temperatures and a high degree of micro­ turbulence.