Welche Faktoren beeinflussen die Ultraschallkavitation?

Wenn der Druck der Schallwelle, die durch Ultraschallvibration in Flüssigkeit ausbreitet, eine Atmosphäre erreicht, kann der Spitzendruck der Ultraschallwelle das Vakuum oder einen Unterdruck erreichen. In der Realität ist jedoch kein Unterdruck vorhanden, so dass in der Flüssigkeit eine große Kraft erzeugt wird, die die flüssigen Moleküle in Hohlräume zieht. Dieser Hohlraum liegt sehr nahe am Vakuum und bricht, wenn der Ultraschalldruck seine maximale umgekehrte Richtung erreicht. Der starke Einfluss, der durch den Bruch erzeugt wird, trifft den Schmutz auf der Oberfläche des Objekts. Das durch das Bruch unzähliger kleiner Kavitationsblasen erzeugte Schockwellenphänomen wird als "Kavitation" -Phänomen bezeichnet.

Die Stärke der Ultraschallkavitation hängt mit akustischen Parametern und den physikalischen und chemischen Eigenschaften der Flüssigkeit zusammen.

Ultraschallintensität
Die Ultraschallintensität bezieht sich auf die Ultraschallleistung pro Bereich der Einheit, und die Erzeugung von Kavitation hängt mit der Ultraschallintensität zusammen. Wenn die Ultraschallintensität allgemeiner Flüssigkeiten zunimmt, nimmt die Kavitationsintensität zu, aber nach Erreichen eines bestimmten Werts neigt die Kavitation dazu, zu sättigen. Zu diesem Zeitpunkt erzeugt die Erhöhung der Ultraschallintensität wieder eine große Anzahl nutzloser Blasen, wodurch die Streuung und die Verringerung der Kavitationsintensität erhöht werden.

Ultraschallfrequenz
Je niedriger die Ultraschallfrequenz, desto leichter ist es, Kavitation in der Flüssigkeit zu erzeugen. Das heißt, um Kavitation zu verursachen, desto höher die Frequenz, desto größer ist die erforderliche Schallintensität. Um beispielsweise Kavitation im Wasser zu erzeugen, ist die für die Ultraschallfrequenz erforderliche Leistung bei 400 kHz 10 -mal höher als bei 10 kHz, was darauf hinweist, dass die Kavitation mit zunehmender Frequenz abnimmt. Der häufig verwendete Frequenzbereich ist 20-40 kHz.

Oberflächenspannung und Viskositätskoeffizient von Flüssigkeiten
Je größer die Oberflächenspannung der Flüssigkeit ist, desto höher ist die Kavitationsintensität und desto weniger wahrscheinlich ist es, Kavitation zu erzeugen. Flüssigkeiten mit hohen Viskositätskoeffizienten sind schwierig zu erzeugen, Kavitationsblasen zu erzeugen, und die Verluste während der Ausbreitung sind ebenfalls signifikant, daher sind sie auch weniger anfällig für Kavitation.

Temperatur der Flüssigkeit
Je höher die Temperatur der Flüssigkeit, desto günstiger ist es für die Erzeugung der Kavitation. Wenn die Temperatur jedoch zu hoch ist, nimmt der Dampfdruck in den Blasen zu, wodurch der Puffereffekt und die Schwächung der Kavitation verstärkt werden, wenn sich die Blasen schließen.