昆山禾創(chuàng)淺析超聲振動(dòng)對(duì)清洗液的作用
超聲振動(dòng)加到清洗液中后,將使清洗液按超聲頻率進(jìn)行振動(dòng)。如,20kHz。2W/cm2的超聲波在清洗液中傳播時(shí),將引起質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)位移幅度是132cm,速度為0.16m/s,加速度為2.04x10*m/s,聲壓為2.45x10Pa。即清洗件表面每秒受到清洗液2萬(wàn)次正負(fù)2.45個(gè)大氣壓的激烈沖擊。昆山禾創(chuàng)指出
清洗液受到超聲振動(dòng)后,液體單位體積的密度稠密和稀疏交替變化.稠密時(shí)液體受正壓作用.稀疏時(shí)液體受負(fù)壓作用。在液體中,存在有溶解于液體中的微氣泡(稱為空化核),由于熱度不均勻或其他物理原因還會(huì)出現(xiàn)--些很小的蒸汽泡、液體在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中會(huì)混人氣泡.這些氣泡當(dāng)受到聲波中的負(fù)壓作用時(shí),將要膨脹而產(chǎn)生空化成為較大的氣泡,這就是超聲空化效應(yīng)。空化氣泡將以超聲波頻率振動(dòng)??栈瘹馀荼旧砭哂幸欢ǖ闹C振頻率.當(dāng)聲波的頻率小于氣泡的諧振頻率時(shí),在聲波壓縮下,將要發(fā)生閉合(亦稱為崩潰或內(nèi)塌)。在氣泡閉合時(shí)能產(chǎn)生巨大的沖擊波,它的強(qiáng)度是難以想象的.根據(jù)推導(dǎo)估算,局部壓力可以達(dá)到上千個(gè)大氣壓。空化氣泡與固體表面接觸及發(fā)生在固體表面的空化作用??栈蓍]合時(shí)是不對(duì)稱的,它開(kāi)始是球形,繼而迅速地不對(duì)稱收縮,形成一個(gè)指向固體表面的液體射流,稱為微射流,其速度大于110m/s.對(duì)固體表面形成巨大的沖擊作用.同時(shí)增大了清洗液的滲透作用,即聲學(xué)毛細(xì)管效應(yīng)??栈瘹馀荼旧碓谡駝?dòng)過(guò)程中.還伴隨發(fā)生- -系列二階現(xiàn)象.如輻射扭力.輻射扭力在均勻液體中作用于液體本身,從而導(dǎo)致液體本身的環(huán)流.稱之為聲流。這個(gè)聲流可以作用于量級(jí)較大的范圍,也可限于μm量級(jí)較小的范圍內(nèi).后者常被稱為微聲流.它可以使振動(dòng)氣泡表面處在很高的速度梯度和粘滯應(yīng)力,這種應(yīng)力有時(shí)高達(dá)100Pa以上