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超聲波清洗機(jī)的空化作用是其實(shí)現(xiàn)高效清潔的關(guān)鍵，而這一作用受到多種因素的影響。以下是對這些因素的詳細(xì)描述：
1. 超聲波強(qiáng)度：單位面積上的超聲功率即為超聲波強(qiáng)度，它與空化作用關(guān)系緊密。當(dāng)超聲波強(qiáng)度增加時(shí)，空化強(qiáng)度也會(huì)隨之增強(qiáng)。然而，當(dāng)強(qiáng)度達(dá)到一定值后，空化作用會(huì)趨于飽和。若繼續(xù)增加超聲波強(qiáng)度，不僅不會(huì)產(chǎn)生更好的清洗效果，反而會(huì)因產(chǎn)生大量無用氣泡而導(dǎo)致散射衰減增加，同時(shí)非線性衰減也會(huì)增大，從而削弱遠(yuǎn)離聲源地方的清洗效果。
2. 超聲波頻率：頻率越低，在液體中產(chǎn)生空化越容易，但所產(chǎn)生的空化泡尺寸較大且數(shù)量較少。高頻超聲則難以產(chǎn)生空化現(xiàn)象，因?yàn)槠洚a(chǎn)生空化所需的聲強(qiáng)或聲功率更大。例如，在水中產(chǎn)生空化，超聲波頻率在400kHz時(shí)所需功率比10kHz時(shí)大10倍。通常采用的頻率范圍為20~40kHz，此范圍內(nèi)的超聲波清洗機(jī)既能產(chǎn)生較好的空化效果，又不會(huì)因頻率過高而對清洗件造成損傷。
3. 清洗液的性質(zhì)
- 表面張力：表面張力大的液體不易產(chǎn)生空化，但一旦空化氣泡形成，其在崩潰時(shí)釋放的壓力也大，空化強(qiáng)度高，有利于清洗。
- 黏滯系數(shù)：黏滯系數(shù)大的液體，超聲波在其中的傳播損耗大，空化閾值高，難以產(chǎn)生空化效應(yīng)；而黏滯系數(shù)低的液體，超聲波傳播損耗小，清洗液空化活躍，更有利于清洗。
- 蒸氣壓：高蒸氣壓液體會(huì)降低空化強(qiáng)度，不利于超聲波清洗。
4. 清洗液的溫度：溫度升高，有利于提升清洗液的化學(xué)去污能力，同時(shí)使清洗液的表面張力和黏滯系數(shù)降低，利于空化。但溫度過高時(shí)，氣泡中蒸汽壓增大，導(dǎo)致氣泡閉合時(shí)緩沖作用增強(qiáng)而使空化減弱。因此，需要根據(jù)具體情況選擇合適的清洗液溫度，一般適宜的水溫為60-80℃，此時(shí)空化活躍。
5. 環(huán)境壓力：當(dāng)清洗液的靜壓高時(shí)，不易產(chǎn)生氣穴現(xiàn)象，因此在密封的壓力容器中進(jìn)行超聲波清洗或處理的效果較差。
6. 駐波的影響：當(dāng)超聲波從聲源傳播到液體表面時(shí)，清潔槽是有限的空間，駐波通過在液體和氣體之間的界面處反射而形成。駐波的特征是在液體空間的某些位置具有至低的聲壓，而在其他位置具有最高的聲壓，這將導(dǎo)致不均勻的清潔。為了減少駐波的影響，有時(shí)會(huì)將清潔槽特制成不規(guī)則形狀，以避免形成駐波?，F(xiàn)在一些超聲波清洗設(shè)備還采用了頻率掃描方法，使最小聲壓不固定在一個(gè)地方，而是不斷移動(dòng)，以實(shí)現(xiàn)更均勻的清潔。
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