초음파 공동 처리의 원동력

고강도 초음파에 대한 액체 노출은 음향 캐비테이션을 유발할 수 있습니다. 이 현상은 일반적으로 초음파 공급원 (초음파 경적) 근처에 형성된 버블 구름으로 볼 수 있으며 강한 치찰음 소리로 간주됩니다. 캐비테이션은 액체에 형성된 저압 공동 (즉, 진공 기포 또는 공동)으로, 연속적으로 증가하고 간단히 진동 한 다음 비대칭 적으로 막대한 강도로 비대칭으로 이어집니다.

캐비테이션의 화학적 및 물리적 효과 :

폭력적인 폼의 붕괴는 캐비테이션의 국소 극도 온도 (~ 5000도), 가열 /냉각 속도 (~ 100 억도 /s) 및 압력 (~ 1000 atm)을 유발하고 자유 라디칼을 생성하며 많은 화학적 (화학적) 반응을 유발합니다 ( 산화 오염 물질, 멸균, 중합, 탈황, 장쇄 분자 분해 등과 같은 것). 동시에, 캐비테이션 필드는 흐름, 매우 빠른 마이크로 제트 (약 500m/sec) 및 거대한 전단력을 생성하여 유화, 입자 단편화, 세포 조각화, 균질화, 균질화와 같은 광범위한 물리적 (기계적) 효과를 촉진합니다. 분산, DE 응집 및 탈기. 적절한 조건에서 캐비테이션은 조명을 생성 할 수도 있습니다.

초음파 캐비테이션의 순수한 화학 효과는 주파수가 증가함에 따라 어느 정도 향상되는 반면, 기계적 효과는 주파수가 증가함에 따라 강한 반대 의존성을 갖는다. 산업 초음파 공정제의 설계는 가공 된 액체에 강한 전단력을 도입하므로 초음파 스펙트럼 (~ 20 kHz)의 하부 가장자리에서 작동하는 경향이 있습니다.

잠재적 메커니즘의 설명 :

캐비테이션 기포의 역학에 대한 개략도는 그림에 나와 있으며, 이는 저압 공동의 성장과 비대칭 붕괴를 보여 주어 마이크로 제트의 생성을 초래합니다. 기포 진동 및 기포 성장의 동시 발생은 표시되지 않습니다. 기포가 진동하고 팽창함에 따라 주변 액체 증기와 용해 된 가스를 기포의 내부로 끌어냅니다. 이 과정을 "정류 확산"이라고합니다. 폼의 압력은 상대적으로 낮은 수준으로 유지되며, 이는 최종 파열에 도움이됩니다. 파열의 마지막 단계에서, 기포 벽의 속도는 가스 내부의 소리 속도를 초과 할 수있다. 이것은 기포 내에서 충격파를 생성합니다 (비행기가 방음 장벽을 가로 질러 생성 된 것과 유사 함)는 거품을 작은 조각으로 분해하여 이후에 추가 캐비테이션 이벤트의 출발점이됩니다.

청각 보호 :

초음파 공정 동안 생성 된 캐비테이션 기포의 붕괴는 데시벨이 100 데시벨을 초과하는 강력한 넓은 스펙트럼 "hissing"노이즈를 생성합니다. 따라서 초음파 액체 프로세서를 사용할 때 건강 및 안전 예방 조치를 취하는 것이 매우 중요합니다.