Введення в ультразвукову кавітацію

Ультразвукова кавітація відноситься до динамічного процесу росту та згортання кавітаційних бульбашок мікрогазу ядер, що існують у рідинах, які вібрують під дією звукових хвиль і виникають, коли звуковий тиск досягає певного значення. Після трьох етапів кавітації утворення міхура, зростання та серйозний колапс.
Коли ємність, наповнену рідиною, подається в ультразвуковий очисник, через вібрацію рідини утворюються десятки тисяч крихітних бульбашок, відомих як кавітаційні бульбашки. Ці бульбашки ростуть у зоні негативного тиску, утвореній поздовжнім поширенням ультразвуку, і швидко закриваються в зоні позитивного тиску, таким чином стискаючись і розтягуючись під впливом змінного позитивного та негативного тиску. У той момент, коли бульбашка стискається, поки вона не зруйнується, утворюється величезний миттєвий тиск, який зазвичай сягає від десятків до сотень мегапаскалів.
Suslick та ін. Виміряно, що кавітація може збільшити температуру газофазної реакційної зони приблизно до 5200 К, ефективну температуру рідкофазної реакційної зони приблизно до 1900 К, а локальний тиск приблизно до 5,5O5 × 10 кПа, зі зміною температури швидкістю до 10. К/с, що супроводжується сильними ударними хвилями та мікроструменями зі швидкістю до 400 км/год. Цей величезний миттєвий тиск може спричинити швидке пошкодження твердої поверхні, зваженої в рідині.
Ультразвукова кавітація зазвичай поділяється на два типи: стаціонарна кавітація та перехідна кавітація:
Стаціонарна кавітація стосується кавітаційних бульбашок, що утворюються при низькій інтенсивності звуку (зазвичай менше 10 Вт/см), розмір яких коливається близько до свого рівноважного розміру, створюючи цикли з кількох циклів. Коли його розширюють, щоб його резонансна частота дорівнювала частоті звукових хвиль, між звуковим полем і бульбашкою виникає високоенергетичний зв’язок, що призводить до значної кавітації.
Перехідна кавітація відноситься до кавітаційних бульбашок з коротшим терміном служби (здебільшого виникають протягом одного циклу звукової хвилі), що утворюються під дією великої інтенсивності звуку (зазвичай понад 1 Вт/см).

笔记