Spray formation under the effect of micro scale cavitation and its biomedical applications

Hidrodinamik kavitasyon, basıncın buhar doyma basıncının altına indirilmesi nedeniyle akış içinde kabarcıkların oluşması, büyümesi ve kabarcıkların şiddetli şekilde çökerek büyük bir enerjinin açığa çıkması ile karakterize edilir. Kabarcıkların çökmesiyle oluşan oluşan bu enerji, yüzey temizleme, ısı transferini iyileştirme, gıda endüstrisi, atık su arıtma ve kimyasal reaksiyonlar gibi farklı alanlarda kapsamlı bir şekilde incelenir ve uygulanır. Nozül içindeki hidrodinamik kavitasyonun, ortaya çıkan spreyin atomizasyon özelliklerini geliştirdiği deneysel olarak kanıtlanmıştır. Bu çalışmada, iç çapı 0.9 mm olan şeffaf silindirik bir nozül içindeki kavitasyonlu akışlar görselleştirilmiş ve ortaya çıkan spreylerin atomizasyon özelliklerine kavitasyonun etkisi araştırılmıştır. Geliştirdiğimiz bir kod ile görüntü işlemeyi kullanarak, kavitasyonun sprey özellikleri üzerindeki etkisi incelenmiştir. Çalışma sıvısını su yerine poli(vinil alkol) mikro kabarcıklar (PVA MB'ler) süspansiyonu kullanarak ve nozülün iç duvarını pürüzlendirerek, kavitasyon başlangıcı için gerekli enjeksiyon basıncı azaltabilmiştir. Ayrıca, ortaya çıkan jetin atomizasyon özellikleri önemli ölçüde geliştirilmiştir. İdrar taşlarının ve kanser dokularının tedavisi için kavitasyon kabarcıklarının çökmesi sırasında açığa çıkan enerjiden yararlanmak için bir kavitasyon sondası barındıran bir sistoskop tasarlanmış ve üretilmiştir. Geliştirilen biyomedikal cihaz, hassas bölgeyi bulmak ve kavitasyon akışını uygulamak için yeni bir kontrol sistemi kullanmıştır. In vitro deneyler, cihazın kanser dokularını tespit etme ve tahrip etme konusunda yüksek bir kapasiteye sahip olduğunu göstermiştir.