Аналіз двох різних характеристик дії, що використовуються ультразвуковим гомогенізатором

Ультразвуковий гомогенізатор використовує кавітацію та інші фізичні ефекти ультразвукових хвиль в рідині для досягнення ефекту гомогенізації. Ультразвук - це процес поширення механічних коливань у середовищі. Він має характеристики групування, орієнтації, відображення та передачі. Він в основному створює дві форми вібрації в середовищі, а саме поперечні хвилі та поздовжні хвилі. Перші можуть утворюватися тільки в твердих тілах, а другі можуть вироблятися в твердому, рідкому і газоподібному стані.

Кавітація означає, що під дією ультразвукових хвиль рідина утворює порожнини або маленькі бульбашки в більш слабких місцях, а маленькі бульбашки пульсують разом з ультразвуковими хвилями. Ультразвукова кавітація також викликає сильну механічну дію, яка створює швидкий струмінь або акустичний ривок поблизу твердої поверхні, створюючи потужну ударну хвилю в рідині. Фізичний ефект означає, що ультразвукові хвилі можуть сформувати ефективне перемішування і потік в рідині, щоб зруйнувати структуру середовища і розбити частинки рідини, головним чином через зіткнення між рідинами, мікрофазним потоком і ударною хвилею.

Теоретично, кавітаційний міхур, що лопне, створив би тиск, що перевищує 10,000 фунтів на квадратний дюйм і температуру 20000 градусів F (11,000 градусів), і ударна хвиля буде швидко випромінюватися назовні в момент, коли він лопнув. Енергія, яку виділяє один кавітаційний міхур, дуже мала, але мільйони кавітаційних бульбашок лопаються одночасно щосекунди. Кумулятивний ефект буде дуже сильним, а сильна сила удару відлущить бруд на поверхні заготовки. , що характерно для всієї ультразвукової чистки.

Якщо ультразвукова енергія досить велика, кавітація виникатиме всюди в рідині для очищення, тому ультразвукові хвилі можуть ефективно очищати крихітні тріщини та отвори. Кавітація також сприяє хімічним реакціям і прискорює розчинення поверхневої плівки. Однак лише тоді, коли тиск рідини в певній області нижчий за тиск газу в бульбашці, в цій області виникне кавітація, тому ця умова може бути задоволена, коли амплітуда ультразвуку, створювана перетворювачем, є достатньо великою. Мала потужність, необхідна для створення кавітації, називається критичною точкою кавітації. Різні рідини мають різні критичні точки кавітації, тому для досягнення ефекту очищення ультразвукова енергія повинна перевищувати цю критичну точку. Тобто лише коли енергія перевищує критичну точку, можуть утворюватися кавітаційні бульбашки для ультразвукового очищення.