Движущая сила лечения ультразвуковой кавитации

Воздействие жидкости высокоинтенсивного ультразвука может вызвать акустическую кавитацию. Это явление обычно можно рассматривать как пузырьковое облако, образованное вблизи ультразвукового источника (например, ультразвуковой рог), и считается сильным шипящим звуком. Кавитация представляет собой полость низкого давления (т.е. вакуумный пузырь или полость), образованная в жидкости, которая непрерывно увеличивается, кратко колеблется, а затем асимметрично взрывается с огромной интенсивностью.

Химические и физические эффекты кавитации:

Корлапс насильственной пены вызывает локальную экстремальную температуру (~ 5000 градусов), скорость нагрева /охлаждения (~ 10 миллиардов градусов /с) и давление (~ 1000 атм) при кавитации, генерирует свободные радикалы и вызывает многие химические (химические) реакции (химические) реакции ( такие как окисление загрязняющих веществ, стерилизация, полимеризация, десульфуризация, деградация молекул с длинной цепью и т. Д.). В то же время поле кавитации генерирует поток, чрезвычайно быстрые микро -Джетс (около 500 м/с) и огромные силы сдвига, способствуя широкому диапазону физических (механических) эффектов, таких как эмульгирование, фрагментация частиц, фрагментация клеток, гомогенизация, дисперсия, агрегация и дегазация. В соответствующих условиях кавитация может даже генерировать свет - эффект, известный как сонолуминесценция.

Чистый химический эффект ультразвуковой кавитации в определенной степени усиливается с увеличением частоты, в то время как механический эффект имеет сильную противоположную зависимость с увеличением частоты. Конструкция промышленных ультразвуковых процессоров вносит сильные силы сдвига в обработанную жидкость, поэтому они имеют тенденцию работать на нижнем крае ультразвукового спектра (~ 20 кГц).

Объяснение потенциальных механизмов:

Схематическая схема динамики пузырьков кавитации показана на рисунке, которая иллюстрирует рост и асимметричный коллапс полостей низкого давления, что приводит к генерации микроэджетов. Одновременное появление колебаний пузырьков и роста пузырьков не отображается. Когда пузырь колеблется и расширяется, он втягивает окружающий жидкий пара и растворенный газ в внутреннюю часть пузыря. Этот процесс называется «выпрямляющая диффузия». Давление в пене сохраняется на относительно низком уровне, что способствует его окончательному взрыву. На последней стадии взрыва скорость пузырьковой стенки может превышать скорость звука внутри его газа. Это генерирует ударные волны внутри пузыря (аналогично тем, которые производятся, когда самолет пересекает звуковой барьер), которые разбивают пузырь на крошечные фрагменты, которые впоследствии становятся отправной точкой для дальнейших событий кавитации.

Защитите ваш слух:

Корлапс кавитационных пузырьков, генерируемых во время ультразвукового процесса, дает сильный широкий спектр «шипящий» шум, причем децибел превышает 100 децибел. Следовательно, очень важно принимать меры предосторожности в области здоровья и безопасности при использовании ультразвуковых жидких процессоров.