Analýza dvou různých akčních charakteristik používaných ultrazvukovým homogenizátorem

Ultrazvukový homogenizátor využívá kavitaci a další fyzikální efekty ultrazvukových vln v kapalině k dosažení homogenizačního efektu. Ultrazvuk je proces šíření mechanických vibrací v médiu. Má vlastnosti shlukování, orientace, odrazu a přenosu. Produkuje především dvě formy vibrací v médiu, a to příčné vlny a podélné vlny. První může být generován pouze v pevných látkách a druhý může být vyroben v pevném stavu, kapalině a plynu.

Kavitace znamená, že působením ultrazvukových vln kapalina vytváří na slabších místech dutiny nebo malé bublinky a malé bublinky pulsují ultrazvukovými vlnami. Ultrazvuková kavitace také vytváří silné mechanické působení, které vytváří rychlý paprsek nebo akustický proud v blízkosti rozhraní pevných látek, čímž se v kapalině vytváří silná rázová vlna. Fyzikální efekt znamená, že ultrazvukové vlny mohou vytvářet účinné promíchávání a proudění v kapalině, aby se zničila struktura média a rozbily částice v kapalině, zejména v důsledku kolize mezi kapalinami, mikrofázovým tokem a rázovou vlnou.

Teoreticky by prasklá kavitační bublina vytvořila tlak přesahující 10,{1}} psi a teploty 20,000 stupňů F (11,000 stupňů) a rázová vlna by rychle vyzařovala ven v okamžiku, kdy praskla. Energie uvolněná jednou kavitační bublinou je velmi malá, ale každou sekundu prasknou ve stejnou dobu miliony kavitačních bublin. Kumulativní efekt bude velmi silný a silná nárazová síla odlupuje nečistoty na povrchu obrobku. , který je charakteristický pro veškeré čištění ultrazvukem.

Pokud je ultrazvuková energie dostatečně velká, kavitace se objeví všude v čisticí kapalině, takže ultrazvukové vlny mohou účinně vyčistit drobné praskliny a díry. Kavitace také podporuje chemické reakce a urychluje rozpouštění povrchového filmu. Avšak pouze když je tlak kapaliny v určité oblasti nižší než tlak plynu v bublině, dojde v této oblasti ke kavitaci, takže tato podmínka může být splněna, když je amplituda ultrazvuku generovaná snímačem dostatečně velká. Malý výkon potřebný k vytvoření kavitace se nazývá kritický bod kavitace. Různé kapaliny mají různé kritické body kavitace, takže ultrazvuková energie musí tento kritický bod překročit, aby se dosáhlo čisticího účinku. To znamená, že pouze když energie překročí kritický bod, mohou se generovat kavitační bubliny pro ultrazvukové čištění.