詳解超聲波的空化作用

2013年05月30日
  超聲波空化作用是指存（cún）在於液體中的微氣核空化泡在聲波的作用下振動，當聲壓達到一定值時發生的生（shēng）長和崩潰的動力學過程。空化（huà）作用一般包括3個（gè）階段：空化泡的形成、長大和劇烈的崩潰。當盛滿液體的容器通入超聲波後，由於液體振動而產生數以萬計的（de）微小氣泡，即空化泡。這些氣泡（pào）在超聲波縱向（xiàng）傳播形成的負壓區生長，而在正壓區迅速閉（bì）合，從而在（zài）交替（tì）正負壓強下受到壓縮和拉伸。在氣泡（pào）被壓縮直（zhí）至崩潰的一瞬間（jiān），會產生巨大的瞬（shùn）時壓力，一般可高達幾十兆帕至（zhì）上百兆帕。

  亚洲国产aⅴ精品一区二区久久|測得：空化可使氣相反應區（qū）的溫度達到（dào）5 200 K左右，液相反（fǎn）應區的有效溫度達到1 900 K左右，局部（bù）壓（yā）力在5.05× 10 kPa，溫（wēn）度變化率高達10K/s，並伴有強烈的衝擊波和時速達400 km 的微射流。這種巨大的瞬時壓力，可以使懸浮在液體中的固（gù）體表麵（miàn）受到急劇的破壞。

  通（tōng）常將超聲波空化分為穩態空化和瞬間空（kōng）化2種（zhǒng）類型：穩態（tài）空化（huà）是指（zhǐ）在聲強較（jiào）低(一般小於10 w/cm )時產生的空化泡，其大小在其平（píng）衡尺寸附近振蕩，生成周期達數個循環。當擴大到使其自身共振頻率與（yǔ）聲波頻率相等時，發生聲場與氣泡的最（zuì）大能量耦合，產生明顯的空化作用。瞬態空化則是指在較大的聲強(一般大於10 w/cm )作用下產生的（de）生存周（zhōu）期較短的（de）空化泡(大都發生在1個聲波周期（qī）內)。
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