Анализ на две различни характеристики на действие, използвани от ултразвуков хомогенизатор

Ултразвуковият хомогенизатор използва кавитацията и други физически ефекти на ултразвуковите вълни в течността за постигане на хомогенизационния ефект. Ултразвукът е процес на размножаване на механични вибрации в среда. Той има характеристиките на забиване, ориентация, размисъл и предаване. Той произвежда главно две форми на вибрации в средата, а именно напречни вълни и надлъжни вълни. Първите могат да се генерират само в твърди вещества, а последните могат да бъдат произведени в твърди, течни, и газ.

Кавитация означава, че под действието на ултразвукови вълни течността произвежда кухини или малки мехурчета на по-слабите места, а малките мехурчета пулсират с ултразвуковите вълни. Ултразвуковата кавитация също произвежда силно механично действие, което произвежда бърза струя или акустичен прилив близо до твърдия интерфейс, създавайки мощна ударна вълна в течността. Физическият ефект означава, че ултразвуковите вълни могат да образуват ефективно възбуда и поток в течността, за да унищожат структурата на средата и да разбият частиците в течността, главно поради сблъсъка между течностите, потока на микрофазата и ударната вълна.

Теоретично, избухлив кавитационен балон би генерирал налягания над 10 000 psi и температури от 20 000° F (11 000°C), а ударната вълна бързо би излъчвала навън в момента, в който се спука. Енергията, освободена от един кавитационен балон, е много малка, но милиони кавитационно мехурчета се пръснаха по едно и също време всяка секунда. Кумулативният ефект ще бъде много силен, а силната ударна сила ще отлепи мръсотията върху повърхността на детайла. , което е характерно за цялото ултразвуково почистване.

Ако ултразвуковата енергия е достатъчно голяма, кавитация ще се случи навсякъде в почистващата течност, така че ултразвуковите вълни могат ефективно да почистват малки пукнатини и дупки. Кавитация също насърчава химични реакции и ускорява разтварянето на повърхностния филм. Въпреки това, само когато налягането на течността в определена област е по-ниско от газовото налягане в балона ще се случи кавитация в тази област, така че това състояние може да бъде удовлетворено, когато ултразвуковата амплитуда, генерирана от трансдуктора, е достатъчно голяма. Малката мощност, необходима за генериране на кавитация, се нарича кавитационната критична точка. Различните течности имат различни кавитационна критични точки, така че ултразвуковата енергия трябва да надвишава тази критична точка, за да се постигне почистващия ефект. Това е, само когато енергията надвишава критичната точка може кавитация мехурчета да бъдат генерирани за ултразвуково почистване.