超聲波清洗原理
超聲波清洗原理/超聲波清洗機原理/超聲波震子/換能器原理人耳一般對每秒震動約20~18000次(18KHZ)的頻率范圍有反應(yīng)。大于20KHZ的聲波叫超聲波。超聲波是一種交變聲壓,在液體中傳播時能使液體出現(xiàn)稀疏狀和密集狀態(tài),在密集狀態(tài)區(qū),液體承受正壓力,而在稀疏狀態(tài)區(qū)則承受拉力,在拉力集中的地方會形成空穴。穴不斷地產(chǎn)生和閉合、消失,在空穴的周圍立即出現(xiàn)高達數(shù)百個大氣壓的巨大壓力,拌隨著強大的沖擊波,對工件表面產(chǎn)生清洗作用,使污染物從工件表面上被剝離。這種空穴的產(chǎn)生、消失不斷反復(fù)的過程,稱之空化現(xiàn)象,空穴的破裂、消失而產(chǎn)生的巨大壓力和沖擊波,稱之空化效應(yīng)。幾千個真空泡在1秒種內(nèi)快速破裂幾千次,其空化效應(yīng)是十分巨大的,對工件表面產(chǎn)生很強的清洗作用,尤其對盲孔、縫隙以及一般難以清洗的地方都可以清洗得非常干凈。我們從能量上分析,大量空穴的產(chǎn)生,增加了液體的表面積,就要吸收能量,這能量來源于電能轉(zhuǎn)化來的聲能。當空穴破裂消失時,表面積減少,必然要把能量釋放出來,又轉(zhuǎn)變成機械能和熱能。當超聲波的頻率增加到幾百千赫的高頻超聲時,空化現(xiàn)象幾乎消失,超聲能量表現(xiàn)為加速度能量。例如,在950kHz時,能量將達到重力加速度的105倍,對除去亞微米粒子很有效果。一、超聲波的聲壓強度與空化作用超聲波清洗的空化作用與其聲壓強度有關(guān),如果聲壓強度達不到一定的值,就不能發(fā)生空化作用,這個值就叫空化閾值。因為在液體中只有交變聲壓超過靜壓時才出現(xiàn)負壓,而負壓要超過液體的強度時才產(chǎn)生空穴。也就時說,聲壓要高于空化閾值才能產(chǎn)生空穴,只有超聲能大于空化閾值才能有空化效應(yīng)。聲壓強度越高,也即功率密度越大,空化效應(yīng)也越明顯。但是功率密度不能過大,否則有可能對工件表面產(chǎn)生空化腐蝕。二、超聲波的頻率與空化作用超聲波的頻率與空化作用也有關(guān),超聲波頻率越高其空化閾值越大,產(chǎn)生空穴所需的聲壓強度也越大。超聲波頻率低時,產(chǎn)生的空穴大而數(shù)量少,****力強;超聲波頻率增加時,空穴小而數(shù)量多,****力小而范圍廣,清洗比較精細。但如果頻率增加到超高頻近1000KHZ時將功贖罪不再產(chǎn)生空化作用,其清洗能量主要是靠加速度能量,將達到重力加速度的105倍,用于去除亞微米粒子污染。 三、超聲波空化作用與清洗介質(zhì)(清洗液)的物理性質(zhì)超聲波清洗除了與超聲波的頻率有關(guān),與超聲波的聲壓強度有關(guān)以外,還與清洗介質(zhì)的物理性質(zhì)有關(guān),如溫度、蒸汽壓、表面張力、密度、黏度等。此外清洗介質(zhì)中含有的氣體和溶解氧也有重大影響。不同的清洗介質(zhì),其物理性質(zhì)不同,其空化閾值也不同。清洗介質(zhì)的表面張力越大,空化所需的能量也越大,即空化閾值增加。清洗介質(zhì)的黏度越大,越不易產(chǎn)生空穴,其空化閾值也越大。清洗介質(zhì)的蒸汽壓對產(chǎn)生空化作用也有影響。只有在清洗介質(zhì)的局部壓力小于清洗介質(zhì)本身的蒸汽壓時才會產(chǎn)生空化。溫度對清洗介質(zhì)的蒸汽壓、表面張力、黏度都有影響,所以也對空化作用產(chǎn)生影響,當溫度達到沸點時將不再產(chǎn)生空化。清洗工藝:
清洗是指清除工件表面液體和固體的污染物,使工件表面達到一守的潔凈程度。清洗過程是清洗介質(zhì)、污染物、工件表面三者之間的相互作用,是一種復(fù)雜的物理、化學(xué)作用過程。清洗不僅與污染物的性質(zhì)、種類、形態(tài)以及粘附的程度有關(guān),也與清洗介質(zhì)的理化性質(zhì)、清洗性能、工件材質(zhì)、表面狀態(tài)有關(guān),還與清洗的條件如:溫度、壓力以及附加的超聲振動、機械外力等因素有關(guān)。因此,選擇科學(xué)合理的清洗工藝,必須進行工藝分析。超聲波清洗機在現(xiàn)代清洗工藝中起到了舉足輕重的作用,在各行各業(yè)得到了大力的推廣,超聲波清洗機在國產(chǎn)化的同時,技術(shù)也在不斷的提高,國產(chǎn)超聲波清洗機逐步替代了進口超聲波清洗機,東莞市華澤機械設(shè)備有限公司超聲波清洗機也將為各企業(yè)提供最為真誠的服務(wù)!
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