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超声波清洗功率密度与清洗槽尺寸

作者: admin 时间:2019-05-26 来源:未知
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  超声波-超声波功率密度与清洗槽尺寸

 

  我们经常被要求制造大型工业超声波清洗机,根据实验室试验产生特定的超声波功率密度。实际上,将大型工业应用的每加仑瓦数要求基于在实验室规模上有效的那些要求可能是不合适的。

 

  超声功率密度与设备容量的考虑因素

 

  超声波清洗系统的有效性实际上并不完全取决于每单位液体体积输送多少瓦特的功率。清洁成功的关键是如何利用这些瓦特。确保有效超声波清洁的真正目标是确保在罐中发生足够数量的空化事件,并且这些空化事件会导致能量内爆。为了重复我在之前的博客中所说的内容,没有内爆的气蚀对加强清洁过程几乎没有作用。

 

  让我们简要分析一下声波的寿命。一旦超声波被引入液体,声波中的所有能量都必须到达某个地方,或者我们正在破坏物理定律之一-“能量守恒”。在超声波清洗槽中,超声波能量最终会消失。热量或声音辐射到空气中。事实上,几乎所有的能量都会进入热量,因为在辐射到空气中的声音消耗的能量非常少。

 

  虽然声能转化为热能是空化和内爆的结果,但由于声波的振动,还会产生许多其他产生热量的机制。其中包括超声换能器中的热损失,由液体内部摩擦引起的热损失和由槽(以及与其连接的所有物体)的振动引起的热损失。这些振动都会因内部摩擦而导致发热。事实上,有利于清洁的唯一振动热转换是由空化和内爆引起的。因此,有效使用超声能量的关键是最大化声能最终转换成由空化气泡的产生和内爆提供的热量的那部分。

 

  这与有效超声波清洗每加仑瓦数的减少有何关系?随着槽的尺寸增加,比例地更多的声能导致空化气泡的产生和坍塌。由于空化和内爆在某种程度上是自我限制的(一旦液体被空化气泡饱和,现有的气泡就会通过成为声音的吸收剂而阻止其他气泡的生长),增加更多的声能不会导致额外的空化,而是,将通过其他方式转换为热量。能量必须到达某个地方,但并不一定会导致空化和内爆。关键措施不是每加仑瓦特,而是如何利用这些瓦特产生差异。

 

  假设需要特定瓦特/加仑密度,出于经济原因已经通过了许多用于超声波能量的潜在良好应用。

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