Introducere în cavitația cu ultrasunete

Cavitația cu ultrasunete se referă la procesul dinamic de creștere și prăbușire a bulelor de cavitație a nucleului de micro gaz existente în lichide, care vibrează sub acțiunea undelor sonore și apar atunci când presiunea sonoră atinge o anumită valoare. După trei etape de cavitație, formarea bulelor, creșterea și colapsul sever.
Când un recipient plin cu lichid este introdus într-un aparat de curățat cu ultrasunete, zeci de mii de bule minuscule, cunoscute sub numele de bule de cavitație, sunt generate din cauza vibrației lichidului. Aceste bule cresc în zona de presiune negativă formată prin propagarea longitudinală a ultrasunetelor și se închid rapid în zona de presiune pozitivă, fiind astfel comprimate și întinse sub presiune alternantă pozitivă și negativă. În momentul în care o bula este comprimată până când se prăbușește, se generează o presiune uriașă instantanee, ajungând de obicei la zeci până la sute de megapascali.
Suslick şi colab. a măsurat că cavitația poate crește temperatura zonei de reacție în fază gazoasă la aproximativ 5200 K, temperatura efectivă a zonei de reacție în fază lichidă la aproximativ 1900 K și presiunea locală la aproximativ 5,5O5 × 10 kPa, cu o schimbare de temperatură. viteza de pana la 10. K/s, insotita de unde de soc puternice si micro jeturi cu viteze de pana la 400 km/h. Această presiune uriașă instantanee poate provoca deteriorarea rapidă a suprafeței solide suspendate în lichid.
Cavitația cu ultrasunete este de obicei împărțită în două tipuri: cavitație în stare de echilibru și cavitație tranzitorie:
Cavitația în stare de echilibru se referă la bulele de cavitație generate la intensitate scăzută a sunetului (în general mai puțin de 10 w/cm), a căror dimensiune oscilează în apropierea mărimii sale de echilibru, generând cicluri de mai multe cicluri. Atunci când este extins pentru a face frecvența de rezonanță egală cu frecvența undelor sonore, are loc o cuplare de înaltă energie între câmpul sonor și bule, rezultând o cavitație semnificativă.
Cavitația tranzitorie se referă la bulele de cavitație cu o durată de viață mai scurtă (care apar mai ales în cadrul unui ciclu de undă sonoră) generate sub acțiunea unei intensități mari a sunetului (în general mai mare de 1 W/cm).

笔记