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影響超聲波空化作用的因素有哪些

閱讀:1526      發(fā)布時間:2023-6-21
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超聲波振動在液體中傳播的音波壓強達到一個大氣壓時,這時超聲波的音波壓強峰值就可達到真空或負壓,但實際上無負壓存在,因此在液體中產(chǎn)生一個很大的力,將液體分子拉裂成空洞。此空洞非常接近真空,它在超聲波壓強反向達到最大時破裂,由于破裂而產(chǎn)生的強烈沖擊將物體表面的污物撞擊下來。這種由無數(shù)細小的空化氣泡破裂而產(chǎn)生的沖擊波現(xiàn)象稱為“空化"現(xiàn)象。

超聲波空化作用的強弱與聲學參數(shù)以及液體的物理化學性質(zhì)有關(guān)。

超聲波強度

超聲波強度指單位面積上的超聲功率,空化作用的產(chǎn)生與超聲波強度有關(guān)。對于一般液體超聲波強度增加時,空化強度增大,但達到一定值后, 空化趨于飽和,此時再增加超聲波強度則會產(chǎn)生大量無用氣泡,從而增加了散射衰減,降低了空化強度。

超聲波頻率

超聲波頻率越低,在液體中產(chǎn)生空化越容易。也就是說要引起空化,頻率愈高,所需要的聲強愈大。例如:要在水中產(chǎn)生空化,超聲波頻率在400kHz時所需要的功率要比在10kHz時大10倍,即空化是隨著頻率的升高而降低。一般采用的頻率范圍20~40kHz。

液體的表面張力與黏滯系數(shù)

液體的表面張力越大,空化強度越高,越不易于產(chǎn)生空化。黏滯系數(shù)大的液體難以產(chǎn)生空化泡,而且傳播過程中損失也大,因此同樣不易產(chǎn)生空化。

液體的溫度

液體溫度越高,對空化的產(chǎn)生越有利,但是溫度過高時,氣泡中蒸氣壓增大,因此氣泡閉合時增強了緩沖作用而使空化減弱。


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