Ультразвук – это звуковая волна с частотой выше 20 000 Гц. Он обладает хорошей направленностью, сильной проникающей способностью и легко концентрируется. Он может преодолевать большие расстояния в воде и используется для измерения дальности, измерения скорости, очистки, сварки, дробления камней, стерилизации и дезинфекции. Он имеет множество применений в медицине, военном деле, промышленности и сельском хозяйстве. Ультразвук назван в честь его нижнего предела частоты, который примерно равен верхнему пределу человеческого слуха.
Когда звуковое давление или интенсивность снижается до определенного уровня, пузырь быстро расширяется, а затем внезапно рушится. Во время этого процесса, в тот момент, когда пузырь схлопывается, генерируется ударная волна, создающая давление 10¹²-10¹³ Па и локализованную температуру вокруг пузыря. Это огромное давление, создаваемое ультразвуковой кавитацией, может разрушать нерастворимую грязь, вызывая ее распад в растворе. Кавитация парового типа напрямую и многократно воздействует на грязь.
С одной стороны, он нарушает сцепление грязи с поверхностью очищаемой детали; с другой стороны, это вызывает усталостное повреждение слоя грязи, вызывая его отслоение. Вибрация пузырьков газа царапает твердую поверхность; как только в слое грязи появляется зазор, пузырьки немедленно «просверливаются» и вибрируют, в результате чего слой грязи падает. Из-за кавитации две жидкости быстро диспергируются и эмульгируются на границе раздела. Когда твердые частицы покрываются маслом и прилипают к поверхности очищаемой детали, масло эмульгируется, а твердые частицы отделяются самостоятельно. Когда ультразвук распространяется в чистящей жидкости, он генерирует попеременное положительное и отрицательное звуковое давление, образуя струю, воздействующую на очищаемую деталь. Одновременно за счет нелинейных эффектов он генерирует акустический поток и микро-акустический поток, а ультразвуковая кавитация на границе раздела твердого-жидкости создает высокоскоростные-микро-струйные потоки. Все эти эффекты могут разрушать грязь, удалять или ослаблять пограничные слои грязи, усиливать перемешивание и диффузию, ускорять растворение растворимых загрязнений и усиливать очищающий эффект химических чистящих средств. Таким образом, очевидно, что везде, где может проникнуть жидкость и существует звуковое поле, наблюдается очищающий эффект. Эта технология особенно подходит для очистки деталей с очень сложной формой поверхности. В частности, использование этой технологии позволяет сократить количество используемых химических растворителей, тем самым значительно снижая загрязнение окружающей среды.
Вторая ультразвуковая волна распространяется через жидкость, заставляя жидкость и чистящий бак вибрировать вместе на ультразвуковой частоте. Каждая вибрация, включая жидкость и резервуар, имеет свою собственную частоту, которая является частотой звуковой волны, отсюда и гудящий звук.
Кроме того, во время ультразвуковой очистки пузырьки, видимые невооруженным глазом, представляют собой не пузырьки вакуумных ядер, а пузырьки воздуха. Эти пузырьки воздуха препятствуют кавитации, снижая эффективность очистки. Только когда пузырьки воздуха в жидкости полностью удалены, пузырьки вакуумных ядер кавитации могут достичь оптимального эффекта.
