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昆山舒美淺析超聲振動對清洗液的作用

[導讀]超聲振動加到清洗液中后,將使清洗液按超聲頻率進行振動。如,20kHz。2W/cm2的超聲波在清洗液中傳播時,將引起質點的振動位移幅度是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2萬次正負2.45個大氣壓的激烈沖擊。昆山舒美指出

清洗液受到超聲振動后,液體單位體積的密度稠密和稀疏交替變化.稠密時液體受正壓作用.稀疏時液體受負壓作用。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出現--些很小的蒸汽泡、液體在運動過程中會混人氣泡.這些氣泡當受到聲波中的負壓作用時,將要膨脹而產生空化成為較大的氣泡,這就是超聲空化效應?栈瘹馀輰⒁猿暡l率振動?栈瘹馀荼旧砭哂幸欢ǖ闹C振頻率.當聲波的頻率小于氣泡的諧振頻率時,在聲波壓縮下,將要發生閉合(亦稱為崩潰或內塌)。在氣泡閉合時能產生巨大的沖擊波,它的強度是難以想象的.根據推導估算,局部壓力可以達到上千個大氣壓?栈瘹馀菖c固體表面接觸及發生在固體表面的空化作用?栈蓍]合時是不對稱的,它開始是球形,繼而迅速地不對稱收縮,形成一個指向固體表面的液體射流,稱為微射流,其速度大于110m/s.對固體表面形成巨大的沖擊作用.同時增大了清洗液的滲透作用,即聲學毛細管效應?栈瘹馀荼旧碓谡駝舆^程中.還伴隨發生- -系列二階現象.如輻射扭力.輻射扭力在均勻液體中作用于液體本身,從而導致液體本身的環流.稱之為聲流。這個聲流可以作用于量級較大的范圍,也可限于μm量級較小的范圍內.后者常被稱為微聲流.它可以使振動氣泡表面處在很高的速度梯度和粘滯應力,這種應力有時高達100Pa以上

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