X'inhi cavitation ultrasoniku?
Meta l-pressjoni tal-mewġ tal-ħoss propagata mill-vibrazzjoni ultrasonika fil-likwidu tilħaq atmosfera waħda, il-pressjoni tal-quċċata tal-mewġa ultrasonika tista 'tilħaq il-vakwu jew pressjoni negattiva. Madankollu, fir-realtà, m'hemm l-ebda pressjoni negattiva preżenti, u għalhekk forza kbira hija ġġenerata fil-likwidu, li tiġbed il-molekuli likwidi f'vantaġġi. Din il-kavità hija viċin ħafna tal-vakwu, u tinqasam meta l-pressjoni ultrasonika tilħaq id-direzzjoni massima maqluba tagħha. L-impatt qawwi ġġenerat mill-ksur jolqot il-ħmieġ fuq il-wiċċ tal-oġġett. Il-fenomenu tal-mewġ ta 'xokk iġġenerat mill-ksur ta' għadd ta 'bżieżaq żgħar ta' cavitation jissejjaħ il-fenomenu "cavitation".
Meta l-enerġija ultrasonika tkun għolja biżżejjed, bżieżaq ċkejkna (nuklei cavitation) li jeżistu fil-likwidu jivvibraw, jikbru, u jiġbru kontinwament l-enerġija tal-kamp akustiku taħt l-azzjoni tal-kamp ultrasoniku. Meta l-enerġija tilħaq ċertu limitu, il-bżieżaq tal-cavitation jiġġarrfu u jagħlqu malajr.
Il-ħajja tal-bżieżaq tal-cavitation hija ta 'madwar 0. 1 μ s. Meta jiġġarrfu malajr, jistgħu jirrilaxxaw enerġija enormi u jiġġeneraw mikro-ġettijiet b'veloċità ta 'madwar 110m / s u forza ta' impatt qawwija, li tirriżulta f'densità ta 'ħabta ta' sa 1.5kg / cm2. Fil-mument ta 'kollass rapidu, il-bżieżaq tal-cavitation jiġġeneraw temperatura u pressjoni lokali għolja (5000K, 1800ATM), b'rata ta' tkessiħ sa 109k / s. L-effett tal-cavitation tal-ultrasound iżid bil-kbir ir-rata ta 'reazzjonijiet eteroġenji, jikseb taħlit uniformi bejn reattivi eteroġenji, iħaffef id-diffużjoni ta' reattivi u prodotti, jippromwovi l-formazzjoni ta 'fażijiet solidi ġodda, u jikkontrolla d-daqs u d-distribuzzjoni tal-partiċelli.
Informazzjoni addizzjonali:
Meta l-ultrasound jinfirex f'mezz, l-interazzjoni bejn l-ultrasound u l-medju tikkawża bidliet fiżiċi u kimiċi fil-medju, li jirriżulta f'serje ta 'effetti mekkaniċi, termali, elettromanjetiċi u kimiċi ultrasound, inklużi l-erba' effetti li ġejjin:
1. Effetti mekkaniċi. L-azzjoni mekkanika tal-ultrasound tista 'tippromwovi l-emulsifikazzjoni tal-likwidu, il-likwifikazzjoni tal-ġel u t-tixrid tas-solidu. Meta l-mewġ wieqaf huma ffurmati f'medja ta 'fluwidu ultrasoniku, partiċelli ċkejkna sospiżi fil-fluwidu jikkondensa fl-għoqiedi minħabba forzi mekkaniċi, li jiffurmaw akkumulazzjonijiet perjodiċi fl-ispazju.
Il-polarizzazzjoni u l-manjetizzazzjoni indotta kkawżati mill-azzjoni mekkanika tal-mewġ ultrasoniku waqt il-propagazzjoni fil-materjali pjeżoelettriċi u manjetostrittivi (ara l-fiżika dielettrika u l-manjetostrizzjoni).
2. Effett tal-cavitation. Mewġ ultrasoniku jistgħu jiġġeneraw numru kbir ta 'bżieżaq żgħar meta jiġu applikati għal-likwidi. Raġuni waħda hija li l-istress tat-tensjoni lokali jseħħ ġewwa l-likwidu, li jifforma pressjoni negattiva. It-tnaqqis fil-pressjoni jikkawża li l-gass oriġinarjament jinħall fil-likwidu jiġi supersaturat u jaħrab mil-likwidu, u jsir bżieżaq żgħar.
Raġuni oħra hija li l-istress tat-tensjoni qawwi jwarrab il-likwidu f'kavità, magħrufa bħala cavitation. Il-kavità fiha fwar likwidu jew gass ieħor maħlul fil-likwidu, u jista 'jkun saħansitra vakwu. Bżieżaq żgħar iffurmati mill-cavitation se jiċċaqalqu kontinwament, jikbru, jew f'daqqa jinfaqgħu bil-vibrazzjoni tal-mezz tal-madwar.
3. Effett termali. Minħabba l-frekwenza għolja u l-enerġija tal-ultrasound, dan jista 'jipproduċi effetti termali sinifikanti meta jkun assorbit mill-medju.
4. Effetti kimiċi. L-azzjoni tal-ultrasound tista 'tippromwovi jew tħaffef ċerti reazzjonijiet kimiċi. Pereżempju, ilma distillat pur jipproduċi perossidu tal-idroġenu wara trattament ultrasoniku; L-aċidu nitruż huwa prodott wara trattament ultrasoniku ta 'ilma li fih il-gass tan-nitroġenu; Is-soluzzjoni milwiema taż-żebgħa se tbiddel il-kulur jew tgħib wara trattament ultrasoniku.
