Ultragarsinio homogenizatoriaus naudojamų dviejų skirtingų veikimo charakteristikų analizė

Ultragarsinis homogenizatorius naudoja kavitaciją ir kitus fizinius ultragarso bangų poveikius skystyje, kad pasiektų homogenizacijos efektą. Ultragarsas yra mechaninės vibracijos sklidimo terpėje procesas. Jis turi grupavimo, orientacijos, atspindžio ir perdavimo ypatybes. Jis daugiausia sukuria dviejų formų vibraciją terpėje, būtent skersines ir išilgines bangas. Pirmieji gali būti gaminami tik kietose medžiagose, o antrieji gali būti gaminami kietose, skystose ir dujose.

Kavitacija reiškia, kad veikiant ultragarso bangoms skystis sukuria ertmes arba mažus burbuliukus silpnesnėse vietose, o maži burbuliukai pulsuoja kartu su ultragarso bangomis. Ultragarsinė kavitacija taip pat sukuria stiprų mechaninį veiksmą, kuris sukuria greitą srovę arba akustinį veržimąsi šalia kietosios sąsajos, sukuriant galingą smūgio bangą skystyje. Fizinis poveikis reiškia, kad ultragarso bangos gali sudaryti veiksmingą maišymą ir tekėjimą skystyje, kad sugadintų terpės struktūrą ir sudaužytų skystyje esančias daleles, daugiausia dėl skysčių susidūrimo, mikrofazės srauto ir smūginės bangos.

Teoriškai sprogus kavitacijos burbulas sukurtų slėgį, viršijantį 10,000 psi, o temperatūrą - 20,000 laipsnių F (11,000 laipsnių), o smūginė banga greitai sklistų į išorę tą akimirką, kai jis sprogo. Vieno kavitacijos burbulo išskiriama energija yra labai maža, tačiau milijonai kavitacijos burbulų sprogsta tuo pačiu metu kiekvieną sekundę. Kaupiamasis poveikis bus labai stiprus, o stipri smūgio jėga nulups nešvarumus nuo ruošinio paviršiaus. , kuri būdinga visam ultragarsiniam valymui.

Jei ultragarso energija yra pakankamai didelė, kavitacija atsiras visur valymo skystyje, todėl ultragarso bangos gali veiksmingai išvalyti mažus įtrūkimus ir skylutes. Kavitacija taip pat skatina chemines reakcijas ir pagreitina paviršiaus plėvelės tirpimą. Tačiau tik tada, kai skysčio slėgis tam tikroje srityje yra mažesnis už dujų slėgį burbule, šioje srityje įvyks kavitacija, todėl ši sąlyga gali būti patenkinta, kai keitiklio generuojama ultragarso amplitudė yra pakankamai didelė. Maža galia, reikalinga kavitacijai sukurti, vadinama kavitacijos kritiniu tašku. Skirtingi skysčiai turi skirtingus kavitacijos kritinius taškus, todėl ultragarso energija turi viršyti šį kritinį tašką, kad būtų pasiektas valymo efektas. Tai yra, tik tada, kai energija viršija kritinį tašką, gali susidaryti kavitacijos burbuliukai ultragarsiniam valymui.