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超声波技术在工业清洗中的应用

作者: admin 时间:2020-08-04 来源:未知
摘要:介绍超声波的清洗原理、影响超声波清洗效果的因素以及在实际生产中应用。...

 超声波是频率高于20kHz的声波,它本身具 有很强的能量,而且方向性好,穿透能力强。人们可以利用它的特点来改变材料状态或性能,在生产过程中得到广泛应用。

 超声波的振动能通过清洗液的作用起到粉碎固体、雾化、乳化、提取和凝聚等作用[1]。 1超声波的清洗原理 超声波清洗的主要作用机理是超声空化作 用,主要表现在以下几个方面。

 (1)存在于清洗液中的微气泡(空化核)在 超声波发生器及换能器的作用下将超声发生源的声能转变为超声振动,当压力达到一定数值时,微气泡将迅速膨胀,然后又突然间闭合,在微气泡闭合的瞬间所产生的冲击波能在其周围产生上千个大气压,通过清洗液质点的传播,把能量传递到清洗件表面释放,在污物层和表层间的间隙和空隙渗透,使污物层一层一层被剥离,直到污物层被完全剥离[2]。同时,超声波在清洗液中的传播过程连续不断地形成压缩和稀疏的区域。这 些气泡反复地在稀疏区受负压时膨胀,在压缩区受正压时闭合,瞬间释放巨大的能量。因此,当 气泡完全消失的瞬间会立即产生强大的冲击波,这就是所谓的超声空化效应[3]。空化效应产生的巨大冲击力及强烈振动反复作用可破坏不溶性的污 物,使其分散脱落于清洗液中。 

  (2)蒸汽型空化作用对污物层的直接反复冲 击一方面破坏了污物与清洗件表面的吸附,另一方面引起污物层的疲劳破坏而削弱或者除去边界污层,加速了可溶性污物的溶解,从而强化了清 洗的作用。

 (3)对于有油污包裹而粘附在清洗件表面的 固体粒子,由于超声空化的作用,清洗液在传播过程中产生的正负交变声压,在清洗件和油污之间迅速分散而乳化,固体粒子立即自行脱落。

 (4)空化气泡本身在振荡过程中的辐射扭力 作用于液体本身,从而导致液体本身的环流,超声振动在清洗液中的传播。所有这些作用,都加快了破坏污物层的脱落,强化了清洗的进程。

 (5)超声空化在污物与清洗液之间所产生的 高速微射流也能除去或削弱边界污层,增加搅拌作用。加快可溶性污物的溶解,强化化学清洗剂的清洗作用。

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