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超聲波清洗器的一些歷程
更新時(shí)間:2019-10-23 點(diǎn)擊次數:1266

超聲波空化作用是指存在于液體中的微氣核空化泡)在聲波的作用下振動(dòng),當聲壓達到定值時(shí)發(fā)生的生長(cháng)和崩潰的動(dòng)力學(xué)過(guò)程??栈饔冒惆?個(gè)階段:空化泡的形成、長(cháng)大和劇烈的崩潰。當盛滿(mǎn)液體的容器當通入超聲波后,由于液體振動(dòng)而產(chǎn)生數以萬(wàn)計的微小氣泡,即空化泡。這些氣泡在超聲波縱向傳播形成的負壓區生長(cháng),而在正壓區迅速閉合,從而在交替正負壓強下受到壓縮和拉伸。在氣泡被壓縮直至崩潰的瞬間,會(huì )產(chǎn)生巨大的瞬時(shí)壓力,般可達幾十兆帕至上百兆帕。Suslick等人測得:空化可使氣相反應區的溫度達到5 200 K左右,液相反應區的有效溫度達到1 900 K左右,局部壓力在5.O5×10 kPa,溫度變化率達10。K/s,并伴有強烈的沖擊波和時(shí)速達400 km 的微射流。這種巨大的瞬時(shí)壓力,可以使懸浮在液體中的固體表面受到急劇的破壞。通常將超聲波空化分為穩態(tài)空化和瞬間空化2種類(lèi)型:穩態(tài)空化是指在聲強較低(般小于10 w/cm )時(shí)產(chǎn)生的空化泡,其大小在其平衡尺寸附近振蕩,生成周期達數個(gè)循環(huán)。當擴大到使其自身共振頻率與聲波頻率相等時(shí),發(fā)生聲場(chǎng)與氣泡的大能量耦合,產(chǎn)生明顯的空化作用。瞬態(tài)空化則是指在較大的聲強(般大于1O w/cm )作用下產(chǎn)生的生存周期較短的空化泡(大都發(fā)生在1個(gè)聲波周期內)。

超聲波清洗工作是由位于清洗工件表面或附近的空化氣泡來(lái)完成的,超聲空化作用主要表現如下幾個(gè)方面:

1) 存在于液體中的微氣泡在聲場(chǎng)的作用下振動(dòng),當聲壓達到定值時(shí),氣泡將迅速變大,然后迅速閉合,在氣泡閉合時(shí)產(chǎn)生沖擊波能在其周?chē)a(chǎn)生上千個(gè)大氣壓的壓力,破壞不溶性污物而使它們分散在清洗液中。

2) 蒸汽型空化對污物層的直接反復沖擊,方面破壞污物與清洗件表面的吸附,另方面也會(huì )引起污物層的疲勞破壞而與清洗件表面脫離。

3) 氣體型氣泡的振動(dòng)對固體表面進(jìn)行擦洗,污物旦有縫可鉆,氣泡就可以“鉆入”裂縫中作振動(dòng),使污層脫落。

4) 對于有油污包裹住的固體粒子,由于超聲空化的作用,兩種液體在界面迅速分離而乳化,固體粒子即行脫落。

5) 超聲空化在固體和液體界面上所產(chǎn)生的速微射流能夠除去或削落邊界污層,增加攪拌作用,加快可溶性污物的溶解,強化化學(xué)清洗的清洗作用。

超聲波清洗的特點(diǎn):

1) 超聲波清洗的特點(diǎn)是速度快、質(zhì)量、易于實(shí)現自動(dòng)化,它特別用于表面形狀復雜的工件。如對精密工件上的空穴、狹縫、凹槽、微孔、暗洞等處,通常的洗刷方法難以見(jiàn)效,使用超聲清洗卻可以達到良好的效果。

2) 超聲波清洗的另個(gè)特點(diǎn)是對質(zhì)地較硬、聲反射強的材料清洗效果較好(如金屬、玻璃、陶瓷、塑料)。

3) 清洗效果好,清潔度且全部工件清潔度致。

4) 清洗速度快,提生產(chǎn)效率,不須人手接觸清洗液,安全可靠。

5)對深孔、細縫和工件隱蔽處亦可清洗干凈。

6)對工件表面無(wú)損傷,節省溶劑、熱能、工作場(chǎng)地和人工等。

超聲波的廣泛的運用于各個(gè)域就是應用了其空化作用以及其空化伴隨著(zhù)機械效應、熱效應、化學(xué)效應、生物效應等等,機械效應和化學(xué)效應的應用,前者主要表現在非均相反應界面的增大;后者主要是由于空化過(guò)程中產(chǎn)生的溫壓使得分子分解、化學(xué)鍵斷裂和產(chǎn)生自由基等。利用機械效應的過(guò)程包括吸附、結晶、電化學(xué)、非均相化學(xué)反應、過(guò)濾以及超聲清洗等,利用化學(xué)效應的過(guò)程主要包括有機物降解、分子化學(xué)反應以及其他自由基反應。

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