УЗ обработка в жидкой среде

Ультразвуковая (УЗ) обработка объектов в жидкой среде - самый распространенный технологический приём в области ультразвуковых технологий.

Схема воздействия при обработке в жидкой среде представляет собой цепочку:

УЗ воздействие, физическое, химическое и другое воздействие
->
технологическая среда = жидкость
->
объект технологического воздействия = объект обработки = обрабатываемое изделие

Основа всех технологических процессов при работе с жидкими средами - явление акустической кавитации.

Явление возникает при возбуждении и распространении в жидкости ультразвуковых механических колебаний, представляющих собой периодически чередующееся сжатие и разрежение частиц среды. В полупериод разрежения - полупериод отрицательных давлений, в результате разрыва жидкости образуются разрывы - кавитационные полости или пузырьки. Такие пузырьки, образуются обычно в местах, где прочность жидкости ослаблена - в местах, где есть мелкие пузырьки нерастворенного газа, частички посторонних примесей, границы раздела жидкость - жидкость, жидкость - твердое тело и другие подобные зародыши кавитации. Кавитационные пузырьки совершают пульсирующие колебания, вокруг них образуются сильные микропотоки, к возникновению активной локальной турбулентности среды.

В следующий полупериод сжатия давление в кавитационной полости резко возрастает, происходит их "схлопывание", в процессе чего происходит излучение микроударной волны - возникают локальные мгновенные давления, достигающие сотен и даже нескольких тысяч килограмм-сил на квадратный сантиметр. Кроме того, при захлопывании кавитационных пузырьков наблюдаются также локальное повышение температуры и электрические разряды. Все эти явления и обуславливают многообразие применений ультразвука, высокую эффективность и экологическую безопасность ультразвуковых технологий.

Наиболее часто ультразвуковая обработка в жидкой среде используется в следующих процессах:


ультразвуковая очистка или мойка;

диспергирование (дезинтегрирование), эмульгирование, гомогенизация;

обеззараживание, дезинфекция;

экстрагирование, экстракция;

пропитка.