รู้เบื้องต้นเกี่ยวกับ Cavitation อัลตราโซนิก

อัลตราโซนิกคาวิเทชันหมายถึงกระบวนการไดนามิกของการเจริญเติบโตและการยุบตัวของฟองอากาศคาวิเทชันนิวเคลียสของไมโครแก๊สที่มีอยู่ในของเหลว ซึ่งสั่นสะเทือนภายใต้การกระทำของคลื่นเสียง และเกิดขึ้นเมื่อความดันเสียงถึงค่าหนึ่ง หลังจากสามขั้นตอนของการก่อตัวของฟองอากาศ การเติบโต และการล่มสลายอย่างรุนแรง
เมื่อภาชนะบรรจุของเหลวถูกป้อนเข้าไปในเครื่องทำความสะอาดอัลตราโซนิก ฟองอากาศขนาดเล็กนับหมื่นฟองที่เรียกว่าฟองอากาศจะถูกสร้างขึ้นเนื่องจากการสั่นสะเทือนของของเหลว ฟองอากาศเหล่านี้เติบโตในเขตแรงดันลบซึ่งเกิดจากการแผ่ขยายตามยาวของอัลตราซาวนด์ และปิดอย่างรวดเร็วในเขตแรงดันบวก จึงถูกบีบอัดและยืดออกภายใต้แรงดันบวกและลบสลับกัน ในจังหวะที่ฟองอากาศถูกบีบอัดจนยุบลง จะเกิดแรงดันมหาศาลทันที โดยทั่วไปจะมีขนาดถึงสิบถึงหลายร้อยเมกะปาสคาล
ซัสลิคและคณะ วัดได้ว่าโพรงอากาศสามารถเพิ่มอุณหภูมิของโซนปฏิกิริยาในเฟสก๊าซเป็นประมาณ 5200 K อุณหภูมิที่มีประสิทธิภาพของโซนปฏิกิริยาในเฟสของเหลวเป็นประมาณ 1900 K และความดันเฉพาะที่ประมาณ 5.5O5 × 10 kPa เมื่อมีการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิ ความเร็วสูงสุด 10 K/s พร้อมด้วยคลื่นกระแทกที่รุนแรงและไอพ่นขนาดเล็กที่มีความเร็วสูงสุด 400 กม./ชม. แรงดันมหาศาลที่เกิดขึ้นทันทีนี้สามารถก่อให้เกิดความเสียหายอย่างรวดเร็วต่อพื้นผิวของแข็งที่ลอยอยู่ในของเหลว
โพรงอากาศอัลตราโซนิกมักจะแบ่งออกเป็นสองประเภท: โพรงอากาศในสภาวะคงตัวและโพรงอากาศชั่วคราว:
คาวิเตชันในสภาวะคงที่หมายถึงฟองอากาศคาวิเตชันที่สร้างขึ้นที่ความเข้มเสียงต่ำ (โดยทั่วไปน้อยกว่า 10 w/ซม.) ซึ่งมีขนาดแกว่งไปมาใกล้กับขนาดสมดุล ทำให้เกิดเป็นวัฏจักรหลายรอบ เมื่อมันถูกขยายเพื่อให้ความถี่เรโซแนนซ์เท่ากับความถี่ของคลื่นเสียง จะเกิดการเชื่อมต่อพลังงานสูงระหว่างสนามเสียงกับฟองอากาศ ส่งผลให้เกิดโพรงอากาศอย่างมาก
โพรงอากาศชั่วคราวหมายถึงฟองอากาศที่มีอายุการใช้งานสั้นกว่า (ส่วนใหญ่เกิดขึ้นภายในวงจรคลื่นเสียงเดียว) ซึ่งเกิดขึ้นภายใต้การกระทำของความเข้มเสียงที่มาก (โดยทั่วไปจะมากกว่า 1 วัตต์/ซม.)

笔记