Nhiều người hỏi chúng tôi, “Quá trình phun đá khô diễn ra như thế nào?” Câu trả lời của chúng tôi là, “Nó còn nhiều điều hơn những gì bạn thấy!”
Các phương pháp phun cát khác chủ yếu dựa vào lực động học để loại bỏ chất gây ô nhiễm, được tạo ra bởi tác động của vật liệu lên bề mặt. Với các đặc tính độc đáo của đá khô, phương pháp phun cát khô cũng dựa vào lực động học, nhưng cũng kết hợp hai yếu tố khác dẫn đến quá trình làm sạch hiệu quả hơn.
Trước khi đi sâu vào chi tiết về cách thức hoạt động của phương pháp phun băng khô, chúng ta hãy đơn giản hóa và tạo ra một từ viết tắt dễ nhớ giúp bạn dễ nhớ ba yếu tố hơn. Tại Cold Jet, chúng tôi muốn sử dụng từ viết tắt ICE :
Sự va chạm
Tác động của viên nén tạo ra Hiệu ứng động năng. Đá khô mềm được tăng tốc bằng khí nén thông qua các vòi phun được thiết kế đặc biệt ở tốc độ siêu thanh.
Lạnh lẽo
Nhiệt độ lạnh của viên đá khô tạo ra Hiệu ứng nhiệt. Nhiệt độ của đá khô (-109°F / -78.9°C) khiến chất gây ô nhiễm giòn. Điều này giúp phá vỡ liên kết giữa chất nền và chất gây ô nhiễm.
Mở rộng
Sự giãn nở của các viên đá khô. Các viên đá khô thăng hoa khi va chạm, nở ra về kích thước thể tích, loại bỏ chất gây ô nhiễm.
Bạn còn thắc mắc gì về việc phun băng khô không? Hãy xem Hướng dẫn đầy đủ của chúng tôi
Đây là cách dễ dàng để nhớ cách hoạt động của phương pháp phun đá khô, nhưng chúng ta hãy khám phá sâu hơn về ba yếu tố chính góp phần vào quá trình làm sạch. Phương pháp phun đá khô kết hợp ba yếu tố chính để loại bỏ chất gây ô nhiễm:
- Động năng của viên nén
- Hiệu ứng sốc nhiệt
- Hiệu ứng nhiệt động học
1) Động năng của viên đạn
Đá khô được tăng tốc bằng khí nén qua vòi phun với tốc độ siêu thanh. Khi đá khô va chạm với bề mặt được làm sạch, nó tạo ra hiệu ứng động học .
Hiệu ứng này có tác động lớn nhất đến quá trình làm sạch khi chất nền ở nhiệt độ môi trường xung quanh hoặc thấp hơn.
Ngay cả ở vận tốc va chạm cao và góc va chạm trực diện, hiệu ứng động học của viên CO2 rắn là tối thiểu khi so sánh với các vật liệu khác (cát, sỏi, PMB). Điều này là do độ mềm tương đối của hạt CO2 rắn ( 1,5 – 2 trên thang độ cứng Mohs), không đặc và cứng như các vật liệu đạn khác.
Ngoài ra, viên đá khô chuyển pha từ thể rắn sang thể khí gần như ngay lập tức khi va chạm. Rất ít năng lượng va chạm được truyền vào lớp phủ hoặc chất nền, do đó quá trình làm sạch bằng đá khô được coi là không mài mòn.
2) Hiệu ứng sốc nhiệt
Nhiệt độ (-109°F / -78,9°C) của đá khô gây ra sốc nhiệt động lực học, khiến chất gây ô nhiễm giòn và co lại . Các vết nứt nhỏ kết quả giúp phá vỡ liên kết giữa bề mặt và chất gây ô nhiễm.
Sự thăng hoa tức thời (chuyển pha từ rắn sang khí) của đá khô khi va chạm hấp thụ nhiệt tối đa từ lớp trên cùng rất mỏng của chất gây ô nhiễm bề mặt. Nhiệt tối đa được hấp thụ do nhiệt ẩn của quá trình thăng hoa.
Sự truyền nhiệt cực nhanh vào đá khô từ lớp phủ trên cùng tạo ra chênh lệch nhiệt độ cực lớn giữa các lớp vi mô liên tiếp bên trong chất gây ô nhiễm. Độ dốc nhiệt đột ngột này tạo ra ứng suất cắt cục bộ cao giữa các lớp vi mô. Ứng suất cắt được tạo ra cũng phụ thuộc vào độ dẫn nhiệt và hệ số giãn nở/co lại nhiệt của chất gây ô nhiễm, cũng như khối lượng nhiệt của chất nền bên dưới.
Lực cắt lớn sinh ra trong thời gian rất ngắn gây ra các vết nứt nhỏ nhanh chóng giữa các lớp, dẫn đến phá vỡ liên kết giữa chất gây ô nhiễm và bề mặt của chất nền.
3) Hiệu ứng nhiệt động học
Khi va chạm, sự kết hợp giữa năng lượng tác động tiêu tán và quá trình truyền nhiệt cực nhanh giữa viên đá và bề mặt khiến các hạt đá khô thăng hoa hoặc giãn nở ngay lập tức và trở lại trạng thái khí tự nhiên.
Trong quá trình chuyển đổi pha này từ rắn sang khí, thể tích của đá khô nở ra tới 800 lần trong vài mili giây và đẩy chất gây ô nhiễm ra khỏi chất nền. Đây thực sự là một “vụ nổ nhỏ” tại điểm tiếp xúc.
“Vụ nổ siêu nhỏ” được tăng cường để nâng các hạt lớp phủ bị nứt do nhiệt từ chất nền. Điều này là do hạt băng khô thiếu năng lượng phục hồi, có xu hướng phân tán khối lượng của nó dọc theo bề mặt trong quá trình va chạm.
Khí CO2 giãn nở ra ngoài dọc theo bề mặt và “mặt trận sốc nổ” kết quả của nó cung cấp một khu vực có áp suất cao tập trung giữa bề mặt và các hạt chất gây ô nhiễm bị nứt nhiệt . Điều này dẫn đến lực nâng rất hiệu quả để đưa các hạt ra khỏi bề mặt.
