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超聲波均質(zhì)機(jī)所利用的兩種不同作用特點(diǎn)分析

更新時(shí)間:2021-09-15  |  點(diǎn)擊率:2161
  超聲波均質(zhì)機(jī)是利用超聲波在液體中的空化作用及其他物理作用來達(dá)到均質(zhì)效果的。超聲波是一種機(jī)械振動在媒質(zhì)中的傳播過程,具有聚束、定向、反射和透射等特性,它在媒質(zhì)中主要產(chǎn)生2種形式的振動即橫波和縱波,前者只能在固體中產(chǎn)生,而后者可在固、液、氣體中產(chǎn)生。
  空化作用是指在超聲波作用下,液體在強(qiáng)度較弱的地方產(chǎn)生空穴即小氣泡,小氣泡隨超聲脈動,在一個(gè)聲周期內(nèi),空穴會塌陷。超聲空化還會產(chǎn)生強(qiáng)烈的機(jī)械作用,在固體界面附近產(chǎn)生快速射流或聲沖流,在液體中產(chǎn)生強(qiáng)大的沖擊波。物理作用指的是超聲波可在液體中形成有效的攪動與流動破壞介質(zhì)的結(jié)構(gòu)、粉碎液體中的顆粒,主要是液體間碰撞、微相流和沖擊波導(dǎo)致顆粒表面形態(tài)變化。
  從理論上分析,爆裂的空化泡會產(chǎn)生超過10,000psi的壓力和20,000°F(11,000°C)的高溫,并在其爆裂的瞬間沖擊波會迅速向外輻射。單個(gè)空化泡所釋放的能量很小,但每秒鐘內(nèi)有幾百萬的空化泡同時(shí)爆裂,累計(jì)起來的效果將是非常強(qiáng)烈的,產(chǎn)生的強(qiáng)大的沖擊力將工件表面的污物剝落,這就是所有超聲波清洗的特點(diǎn)。
  如果超聲波能量足夠大,空化現(xiàn)象會在清洗液各處產(chǎn)生,所以超聲波能夠有效清洗微小的裂縫和孔。空化作用也促進(jìn)了化學(xué)反應(yīng)并加速了表面膜的溶解。然而只有在某區(qū)域的液體壓力低于該氣泡內(nèi)氣體壓力時(shí)才會在該區(qū)域產(chǎn)生空化現(xiàn)象,故由換能器產(chǎn)生的超聲波振幅足夠大時(shí)才能滿足這一條件。產(chǎn)生空化所需的小功率被稱做空化臨界點(diǎn)。不同的液體存在不同的空化臨界點(diǎn),故超聲波能量必須超過該臨界點(diǎn)才能達(dá)到清洗效果。也就是說,只有能量超過臨界點(diǎn)才能產(chǎn)生空化泡,以便進(jìn)行超聲波清洗。
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