Введение в ультразвуковую кавитацию

Ультразвуковая кавитация относится к динамическому процессу роста и схлопывания кавитационных пузырьков зародышей микрогаза, существующих в жидкостях, которые колеблются под действием звуковых волн и возникают при достижении звуковым давлением определенного значения. После трех стадий образования кавитационного пузыря, его роста и резкого схлопывания.
Когда контейнер, наполненный жидкостью, подается в ультразвуковой очиститель, из-за вибрации жидкости образуются десятки тысяч крошечных пузырьков, известных как кавитационные пузырьки. Эти пузырьки растут в зоне отрицательного давления, образованного продольным распространением ультразвука, и быстро закрываются в зоне положительного давления, сжимаясь и растягиваясь при чередовании положительного и отрицательного давлений. В тот момент, когда пузырек сжимается до тех пор, пока он не схлопнется, создается огромное мгновенное давление, обычно достигающее десятков и сотен мегапаскалей.
Суслик и др. измерили, что кавитация может увеличить температуру зоны газофазной реакции примерно до 5200 К, эффективную температуру зоны жидкофазной реакции примерно до 1900 К и локальное давление примерно до 5,505 × 10 кПа при изменении температуры. скорость до 10. К/с, сопровождающаяся сильными ударными волнами и микроструями со скоростями до 400 км/ч. Это огромное мгновенное давление может вызвать быстрое повреждение твердой поверхности, взвешенной в жидкости.
Ультразвуковая кавитация обычно делится на два типа: стационарная кавитация и переходная кавитация:
Установившаяся кавитация относится к кавитационным пузырькам, генерируемым при низкой интенсивности звука (обычно менее 10 Вт/см), размер которых колеблется около своего равновесного размера, создавая циклы из нескольких циклов. Когда он расширяется, чтобы сделать его резонансную частоту равной частоте звуковых волн, возникает высокоэнергетическая связь между звуковым полем и пузырьком, что приводит к значительной кавитации.
Переходная кавитация относится к кавитационным пузырькам с более коротким временем жизни (в основном возникающим в течение одного цикла звуковой волны), образующимся под действием большой интенсивности звука (обычно более 1 Вт/см).

笔记