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超声波空化简介

  发布时间:2014-09-02 点击量:1075

超声波空化作用是指存在于液体中的微气核空化泡)在声波的作用下振动,当声压达到一定值时发生的生长和崩溃的动力学过程。经过空化泡的形成、长大和剧烈的崩溃三步。

当盛满液体的容器当通入超声波清洗器后,由于液体振动而产生数以万计的微小气泡,即空化泡。这些气泡在超声波纵向传播形成的负压区生长,而在正压区迅速闭合,从而在交替正负压强下受到压缩和拉伸。在气泡被压缩直至崩溃的一瞬间,会产生巨大的瞬时压力,一般可高达几十兆帕至上百兆帕。

Suslick等人测得:空化可使气相反应区的温度达到5 200 K左右,液相反应区的有效温度达到1 900 K左右,局部压力在5.O5×10 kPa,温度变化率高达10。K/s,并伴有强烈的冲击波和时速达400 km 的微射流。这种巨大的瞬时压力,可以使悬浮在液体中的固体表面受到急剧的破坏。

通常将超声波空化分为稳态空化和瞬间空化2种类型:

稳态空化是指在声强较低(一般小于10 w/cm )时产生的空化泡,其大小在其平衡尺寸附近振荡,生成周期达数个循环。当扩大到使其自身共振频率与声波频率相等时,发生声场与气泡的zui大能量耦合,产生明显的空化作用。

瞬态空化则是指在较大的声强(一般大于1O w/cm )作用下产生的生存周期较短的空化泡(大都发生在1个声波周期内)。