Hlavné faktory, ktoré ovplyvňujú pevnosť ultrazvukového drviaceho zariadenia, sa jednoducho delia na ultrazvukovú frekvenciu, povrchové napätie a koeficient viskozity kvapaliny, teplotu kvapaliny a prah kavitácie, ktorým je potrebné venovať pozornosť. Podrobnosti nájdete v nasledujúcich bodoch:

1. Ultrazvuková frekvencia

Čím nižšia je ultrazvuková frekvencia, tým ľahšie je v kvapaline vytvoriť kavitáciu. Inými slovami, na vyvolanie kavitácie platí, že čím vyššia je frekvencia, tým väčšia je potrebná intenzita zvuku. Napríklad na vyvolanie kavitácie vo vode je potrebný výkon pri ultrazvukovej frekvencii 400 kHz 10-krát väčší ako pri 10 kHz, to znamená, že kavitácia sa so zvyšujúcou sa frekvenciou znižuje. Frekvenčný rozsah je vo všeobecnosti 20 ~ 40 kHz.

2. Povrchové napätie a koeficient viskozity kvapaliny

Čím väčšie je povrchové napätie kvapaliny, tým vyššia je intenzita kavitácie a tým menej je náchylná na kavitáciu. V kvapaline s vysokým koeficientom viskozity je ťažké vytvárať kavitačné bubliny a straty v procese šírenia sú tiež veľké, takže nie je ľahké vytvárať kavitáciu.

3. Teplota kvapaliny

Čím vyššia je teplota kvapaliny, tým priaznivejšie je pre vznik kavitácie. Ak je však teplota príliš vysoká, tlak pary v bubline sa zvyšuje. Preto, keď je bublina uzavretá, tlmiaci účinok sa zosilní a kavitácia sa oslabí.

 

4. Prah kavitácie

Prah kavitácie je nízka intenzita zvuku alebo amplitúda akustického tlaku, ktorá spôsobuje kavitáciu v kvapalnom médiu. Záporný tlak môže vzniknúť iba vtedy, keď je amplitúda striedavého akustického tlaku väčšia ako statický tlak. Kavitácia vznikne iba vtedy, keď záporný tlak prekročí viskozitu kvapalného média.

Prah kavitácie sa líši v závislosti od kvapalného média. Pre to isté kvapalné médium sa prah kavitácie líši v závislosti od teploty, tlaku, polomeru kavitačného jadra a obsahu plynu. Vo všeobecnosti platí, že čím nižší je obsah plynu v kvapalnom médiu, tým vyšší je prah kavitácie. Prah kavitácie súvisí aj s viskozitou kvapalného média. Čím vyššia je viskozita kvapalného média, tým vyšší je prah kavitácie.

Prah kavitácie úzko súvisí s frekvenciou ultrazvuku. Čím vyššia je frekvencia ultrazvuku, tým vyšší je prah kavitácie. Čím vyššia je frekvencia ultrazvuku, tým ťažšie je dosiahnuť kavitáciu. Na dosiahnutie kavitácie musíme zvýšiť silu ultrazvukového drviaceho zariadenia.


Čas uverejnenia: 20. apríla 2022