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了解一下什么是超聲波提取機(jī)的空化效應(yīng)

更新時(shí)間:2019-10-22  |  點(diǎn)擊率:1722
   超聲學(xué)是聲學(xué)的一個(gè)重要分支或組成部分。它以研究超聲在各種物質(zhì)中產(chǎn)生、傳播、接收及與物質(zhì)的相互作用、產(chǎn)生的各種效應(yīng)和應(yīng)用為主要內(nèi)容。

  了解一下什么是超聲波提取機(jī)的空化效應(yīng)

  高頻振蕩信號(hào),通過超聲波換能器轉(zhuǎn)換成高頻機(jī)械振蕩(既超聲波)而傳播到介質(zhì)(既清洗液)中,超聲波在清洗液中的輻射,使液體振動(dòng)而產(chǎn)生數(shù)以萬計(jì)的微小氣泡,這些氣泡在超聲波縱向傳播形成的負(fù)壓區(qū)產(chǎn)生、生長,而在正壓區(qū)迅速閉合,這種被稱為空化效應(yīng)。

  在空化的基本效應(yīng)中,還有許多其他有趣的現(xiàn)象。如,從能量放大的角度來看,一個(gè)聲壓幅值為0.1MPa的超聲,可在水中產(chǎn)生聲致發(fā)光,此壓力相應(yīng)于能量密度約為2.2J/cm3 ,或4×10-10eV/分子(eV為電子伏特單位,1eV=1.6021892×10-19J)。而證明,伴隨聲發(fā)光的光子具有超過6eV的能量。故聲波產(chǎn)生發(fā)光的能量放大近似于1.5×1010。作為對(duì)比,考慮一個(gè)熱能中子引起可分裂同位素鈾的情況,中子具有約0.025eV的能量,它引起裂變釋放能量約為200MeV,則其能量放大能力僅為0.8×1010!

  又如,一個(gè)在剛性界面作形變振動(dòng)的氣泡,實(shí)驗(yàn)表明,在其閉合階段,會(huì)產(chǎn)生通過氣泡中心,突破泡壁,沖向界面的射流。同時(shí)也引起周圍液體的沖流。

  再從泡內(nèi)能量密度看,氣泡快速閉合到微米級(jí)小泡內(nèi),其密集度可超過1012。美國 Los Alamos 國家實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行空化和微聚變(Micro-Fusion)實(shí)驗(yàn)。在重水(D2O)中,伴隨超聲空化有異常發(fā)熱并產(chǎn)生了3He和4He核粉塵。反應(yīng)率為1012-1013Rx/s。

  還有,從降溫速度看,氣泡崩塌之后,泡內(nèi)"熱點(diǎn)"驟然冷卻,冷卻速度達(dá)108 K/s。這相當(dāng)于金屬熔漿放入液氮的急劇冷卻速率。

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