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超声波提取机的空化效應




高頻振蕩信號,通過超聲波換能器轉換成高頻機械振蕩(既超聲波)而傳播到介質(既清洗液)中,超聲波在清洗液中的輻射,使液體振動而產生數以萬計的微小氣泡,這些氣泡在超聲波縱向傳播形成的負壓區產生、生長,而在正壓區迅速閉合,這種被稱為空化效應。
在空化的基本效應中,還有許多其他有趣的現象。如,從能量放大的角度來看,壹個聲壓幅值為0.1MPa的超聲,可在水中產生聲致發光,此壓力相應於能量密度約為2.2J/cm3 ,或4×10-10eV/分子(eV為電子伏特單位,1eV=1.6021892×10-19J)。而*近證明,伴隨聲發光的光子具有超過6eV的能量。故聲波產生發光的能量放大近似於1.5×1010。作為對比,考慮壹個熱能中子引起可分裂同位素鈾的情況,中子具有約0.025eV的能量,它引起裂變釋放能量約為200MeV,則其能量放大能力僅為0.8×1010!
又如,壹個在剛性界面作形變振動的氣泡,實驗表明,在其閉合階段,會產生通過氣泡中心,突破泡壁,沖向界面的射流。同時也引起周圍液體的微沖流。
再從泡內能量密度看,氣泡快速閉合到微米級小泡內,其密集度可超過1012。*近美國 Los Alamos 國家實驗室進行空化和微聚變(Micro-Fusion)實驗。在重水(D2O)中,伴隨超聲空化有異常發熱並產生了3He和4He核粉塵。反應率為1012—1013Rx/s。
還有,從降溫速度看,氣泡崩塌之後,泡內“熱點”驟然冷卻,冷卻速度達108 K/s。這相當於金屬熔漿放入液氮的急劇冷卻速率。

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