超聲波振動(dòng)在液體中傳播的音波壓強(qiáng)達(dá)到一個(gè)大氣壓時(shí),,這時(shí)超聲波的音波壓強(qiáng)峰值就可達(dá)到真空或負(fù)壓,但實(shí)際上無(wú)負(fù)壓存在,,因此在液體中產(chǎn)生一個(gè)很大的力,,將液體分子拉裂成空洞,。此空洞非常接近真空,,它在超聲波壓強(qiáng)反向達(dá)到最大時(shí)破裂,由于破裂而產(chǎn)生的強(qiáng)烈沖擊將物體表面的污物撞擊下來,。這種由無(wú)數(shù)細(xì)小的空化氣泡破裂而產(chǎn)生的沖擊波現(xiàn)象稱為“空化"現(xiàn)象,。
超聲波空化作用的強(qiáng)弱與聲學(xué)參數(shù)以及液體的物理化學(xué)性質(zhì)有關(guān)。
超聲波強(qiáng)度指單位面積上的超聲功率,,空化作用的產(chǎn)生與超聲波強(qiáng)度有關(guān),。對(duì)于一般液體超聲波強(qiáng)度增加時(shí),空化強(qiáng)度增大,,但達(dá)到一定值后,, 空化趨于飽和,此時(shí)再增加超聲波強(qiáng)度則會(huì)產(chǎn)生大量無(wú)用氣泡,,從而增加了散射衰減,,降低了空化強(qiáng)度。
超聲波頻率越低,,在液體中產(chǎn)生空化越容易,。也就是說要引起空化,頻率愈高,,所需要的聲強(qiáng)愈大,。例如:要在水中產(chǎn)生空化,超聲波頻率在400kHz時(shí)所需要的功率要比在10kHz時(shí)大10倍,,即空化是隨著頻率的升高而降低,。一般采用的頻率范圍20~40kHz。
液體的表面張力越大,,空化強(qiáng)度越高,,越不易于產(chǎn)生空化。黏滯系數(shù)大的液體難以產(chǎn)生空化泡,,而且傳播過程中損失也大,,因此同樣不易產(chǎn)生空化,。
液體溫度越高,對(duì)空化的產(chǎn)生越有利,,但是溫度過高時(shí),,氣泡中蒸氣壓增大,因此氣泡閉合時(shí)增強(qiáng)了緩沖作用而使空化減弱,。
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