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昆山舒美浅析超声振动对清洗液的作用

[导读]超声振动加到清洗液中后,将使清洗液按超声频率进行振动。如,20kHz。2W/cm2的超声波在清洗液中传播时,将引起质点的振动位移幅度是132cm,速度为0.16m/s,加速度为2.04x10*m/s,声压为2.45x10Pa。即清洗件表面每秒受到清洗液2万次正负2.45个大气压的激烈冲击。昆山舒美指出

清洗液受到超声振动后,液体单位体积的密度稠密和稀疏交替变化.稠密时液体受正压作用.稀疏时液体受负压作用。在液体中,存在有溶解于液体中的微气泡(称为空化核),由于热度不均匀或其他物理原因还会出现--些很小的蒸汽泡、液体在运动过程中会混人气泡.这些气泡当受到声波中的负压作用时,将要膨胀而产生空化成为较大的气泡,这就是超声空化效应。空化气泡将以超声波频率振动。空化气泡本身具有一定的谐振频率.当声波的频率小于气泡的谐振频率时,在声波压缩下,将要发生闭合(亦称为崩溃或内塌)。在气泡闭合时能产生巨大的冲击波,它的强度是难以想象的.根据推导估算,局部压力可以达到上千个大气压。空化气泡与固体表面接触及发生在固体表面的空化作用。空化泡闭合时是不对称的,它开始是球形,继而迅速地不对称收缩,形成一个指向固体表面的液体射流,称为微射流,其速度大于110m/s.对固体表面形成巨大的冲击作用.同时增大了清洗液的渗透作用,即声学毛细管效应。空化气泡本身在振动过程中.还伴随发生- -系列二阶现象.如辐射扭力.辐射扭力在均匀液体中作用于液体本身,从而导致液体本身的环流.称之为声流。这个声流可以作用于量级较大的范围,也可限于μm量级较小的范围内.后者常被称为微声流.它可以使振动气泡表面处在很高的速度梯度和粘滞应力,这种应力有时高达100Pa以上

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