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影响超声波空化的因素有哪些?

空化作用

超声波振动在液体中传播的音波压强达到一个大气压时,这时超声波的音波压强峰值就可达到真空或负压,但实际上无负压存在,因此在液体中产生一个很大的力,将液体分子拉裂成空洞。此空洞非常接近真空,它在超声波压强反向达到最大时破裂,由于破裂而产生的强烈冲击将物体表面的污物撞击下来。这种由无数细小的空化气泡破裂而产生的冲击波现象称为“空化”现象。

超声波空化作用的强弱与声学参数以及液体的物理化学性质有关。

超声波强度

超声波强度指单位面积上的超声功率,空化作用的产生与超声波强度有关。对于一般液体超声波强度增加时,空化强度增大,但达到一定值后, 空化趋于饱和,此时再增加超声波强度则会产生大量无用气泡,从而增加了散射衰减,降低了空化强度。

超声波频率

超声波频率越低,在液体中产生空化越容易。也就是说要引起空化,频率愈高,所需要的声强愈大。例如:要在水中产生空化,超声波频率在400kHz时所需要的功率要比在10kHz时大10倍,即空化是随着频率的升高而降低。一般采用的频率范围20~40kHz。

液体的表面张力与黏滞系数

液体的表面张力越大,空化强度越高,越不易于产生空化。黏滞系数大的液体难以产生空化泡,而且传播过程中损失也大,因此同样不易产生空化。

液体的温度

液体温度越高,对空化的产生越有利,但是温度过高时,气泡中蒸气压增大,因此气泡闭合时增强了缓冲作用而使空化减弱。

杭州泛索能超声

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