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초음파 진동의 효과 - 열과 캐비테이션

Apr 23, 2024메시지를 남겨주세요

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고출력 초음파는 프로세스에 다양한 영향을 미칠 수 있습니다(때로는 유용한 영향이 전혀 없을 수도 있음). 따라서 가능한 영향과 그 원인을 이해하는 것이 중요합니다. 주요(가능한) 영향은 다음과 같습니다.

발열

고에너지 기계적 진동은 다른 구성 요소 간의 인터페이스 마찰이나 재료 내부의 감쇠(내부 마찰)를 통해 쉽게 열로 변환될 수 있습니다. 이 효과는 용접에 활용되는데, 플라스틱과 금속의 용접 효율이 높은 이유는 열이 정확히 필요한 곳, 즉 연결할 표면에 생성되기 때문입니다. 이 영향은 또한 한계가 될 수 있습니다. 우리가 이야기하는 것은 트랜스듀서, 부스터, 초음파 발생기 사이의 인터페이스 내부와 인터페이스에서 에너지가 열로 변환되어 발생하는 전력 손실입니다.

캐비테이션

환경 압력이 감소할 때마다 액체의 비등점도 감소합니다. 압력이 충분히 감소하면 액체는 가열되지 않고 끓기 시작합니다(비등점이 실온 이하로 떨어지기 때문). 이러한 상황이 작은 범위 내에서 발생하면 국소적 압력 감소로 인해 작은 거품이 형성됩니다. 이를 캐비테이션이라고 합니다. 초음파 진동을 받는 액체나 다른 움직임(예: 선박 프로펠러)으로 인해 생성된 저압 영역에서 발생할 수 있습니다. 대부분의 효과는 증기 거품의 형성으로 인해 발생하는 것이 아니라 파괴로 인해 발생합니다. 저압 영역은 매우 국한적이고 끊임없이 변화합니다(초음파 정상파의 경우 가장 낮은 압력과 가장 높은 압력 사이의 시간은 일반적으로 10~25마이크로초입니다). 거품은 압력이 낮을 때만 존재할 수 있습니다. 압력이 높을 때는 매우 불안정하므로 격렬하게 붕괴되어 즉시 엄청난 온도와 압력을 생성합니다. 물론, 각 거품의 붕괴는 미시적 수준에서 매우 작은 부피 내에서 발생하지만, 강하고 균일한 초음파장 하에서 전체 액체 내의 수백만 개의 거품이 초당 수천 번 형성되고 파괴되어 액체의 전체적 특성에 영향을 미칩니다. 이 효과는 소노케미스트리와 초음파 세척에 활용되었습니다. 전체 액체 내의 수백만 개의 균일한 초음파장이 초당 수천 번 형성되고 파괴되어 액체의 전체적 특성에 영향을 미칠 수 있습니다. 이 효과는 소노케미스트리와 초음파 세척에 활용되었습니다. 전체 액체 내의 수백만 개의 균일한 초음파장이 초당 수천 번 형성되고 파괴되어 액체의 전체적 특성에 영향을 미칠 수 있습니다. 이 효과는 소노케미스트리와 초음파 세척에 활용되었습니다.

 

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