Care sunt factorii care afectează cavitația cu ultrasunete?
Când presiunea undei sonore propagate prin vibrații cu ultrasunete în lichid atinge o atmosferă, presiunea maximă a undei cu ultrasunete poate atinge presiunea în vid sau negativă. Cu toate acestea, în realitate, nu există o presiune negativă, astfel încât o forță mare este generată în lichid, ceea ce trage moleculele lichide în goluri. Această cavitate este foarte aproape de vid și se rup atunci când presiunea cu ultrasunete atinge direcția sa maximă inversă. Impactul puternic generat de ruptură lovește murdăria de pe suprafața obiectului. Fenomenul undei de șoc generat de ruperea nenumăratelor bule de cavitație mici se numește fenomenul „cavitației”.
Puterea cavitației cu ultrasunete este legată de parametrii acustici și de proprietățile fizice și chimice ale lichidului.
Intensitate cu ultrasunete
Intensitatea ultrasonică se referă la puterea cu ultrasunete pe unitatea de suprafață, iar generarea de cavitație este legată de intensitatea ultrasonică. Când intensitatea ultrasonică a lichidelor generale crește, intensitatea cavitației crește, dar după ce a atins o anumită valoare, cavitația tinde să se sature. În acest moment, creșterea intensității ultrasonice va produce din nou un număr mare de bule inutile, crescând astfel atenuarea împrăștierii și reducând intensitatea cavitației.
Frecvență cu ultrasunete
Cu cât este mai mică frecvența cu ultrasunete, cu atât este mai ușoară să generați cavitație în lichid. Adică, pentru a provoca cavitație, cu cât frecvența este mai mare, cu atât intensitatea sunetului este mai mare. De exemplu, pentru a genera cavitație în apă, puterea necesară pentru frecvența cu ultrasunete la 400kHz este de 10 ori mai mare decât cea la 10kHz, ceea ce indică faptul că cavitația scade odată cu creșterea frecvenței. Intervalul de frecvență utilizat frecvent este 20-40 kHz.
Tensiunea de suprafață și coeficientul de vâscozitate al lichidelor
Cu cât este mai mare tensiunea de suprafață a lichidului, cu atât intensitatea cavitației este mai mare și cu atât este mai puțin probabil să genereze cavitație. Lichidele cu coeficienți de vâscozitate ridicată sunt dificil de generat bule de cavitație, iar pierderile în timpul propagațiilor sunt, de asemenea, semnificative, astfel încât sunt, de asemenea, mai puțin predispuse la cavitație.
Temperatura lichidului
Cu cât temperatura lichidului este mai mare, cu atât este mai favorabilă pentru generarea de cavitație. Cu toate acestea, atunci când temperatura este prea mare, presiunea de vapori în bule crește, sporind astfel efectul de tamponare și slăbind cavitația atunci când bulele se închid.
