Introduction à la cavitation ultrasonique

La cavitation ultrasonique fait référence au processus dynamique de croissance et d'effondrement des micro-bulles de cavitation du noyau de gaz existant dans les liquides, qui vibrent sous l'action des ondes sonores et se produisent lorsque la pression acoustique atteint une certaine valeur. Après trois étapes de formation de bulles de cavitation, de croissance et d'effondrement sévère.
Lorsqu'un récipient rempli de liquide est introduit dans un nettoyeur à ultrasons, des dizaines de milliers de minuscules bulles, appelées bulles de cavitation, sont générées en raison de la vibration du liquide. Ces bulles croissent dans la zone de dépression formée par la propagation longitudinale des ultrasons, et se referment rapidement dans la zone de surpression, se trouvant ainsi comprimées et étirées sous des pressions positives et négatives alternées. Au moment où une bulle est comprimée jusqu'à ce qu'elle s'effondre, une énorme pression instantanée est générée, atteignant généralement des dizaines à des centaines de mégapascals.
Suslick et al. mesuré que la cavitation peut augmenter la température de la zone de réaction en phase gazeuse à environ 5200 K, la température effective de la zone de réaction en phase liquide à environ 1900 K et la pression locale à environ 5,5O5 × 10 kPa, avec un changement de température jusqu'à 10. K/s, accompagnée de fortes ondes de choc et de micro-jets avec des vitesses allant jusqu'à 400 km/h. Cette énorme pression instantanée peut endommager rapidement la surface solide en suspension dans le liquide.
La cavitation ultrasonique est généralement divisée en deux types : la cavitation en régime permanent et la cavitation transitoire :
La cavitation en régime permanent désigne les bulles de cavitation générées à faible intensité sonore (généralement inférieure à 10 w/cm), dont la taille oscille près de sa taille d'équilibre, générant des cycles de plusieurs cycles. Lorsqu'il est dilaté pour rendre sa fréquence de résonance égale à la fréquence des ondes sonores, un couplage à haute énergie entre le champ sonore et la bulle se produit, entraînant une cavitation importante.
La cavitation transitoire fait référence à des bulles de cavitation avec une durée de vie plus courte (survenant principalement dans un cycle d'onde sonore) générées sous l'action d'une intensité sonore élevée (généralement supérieure à 1 W/cm).

笔记