Ultrasonik Kavitasyona Giriş

Ultrasonik kavitasyon, ses dalgalarının etkisi altında titreşen ve ses basıncı belirli bir değere ulaştığında meydana gelen sıvılarda bulunan mikro gaz çekirdeği kavitasyon kabarcıklarının dinamik büyüme ve çökme sürecini ifade eder. Üç aşamalı kavitasyondan sonra kabarcık oluşumu, büyümesi ve ciddi şekilde çökmesi.
Sıvıyla dolu bir kap ultrasonik bir temizleyiciye beslendiğinde, sıvının titreşimi nedeniyle kavitasyon kabarcıkları olarak bilinen on binlerce küçük kabarcık oluşur. Bu kabarcıklar, ultrasonun uzunlamasına yayılmasıyla oluşan negatif basınç bölgesinde büyür ve pozitif basınç bölgesinde hızla kapanır, böylece değişen pozitif ve negatif basınçlar altında sıkıştırılır ve gerilir. Bir balonun çökene kadar sıkıştırıldığı anda, tipik olarak onlarca ila yüzlerce megapaskala ulaşan büyük bir anlık basınç üretilir.
Suslick ve ark. kavitasyonun, sıcaklık değişikliği ile gaz fazı reaksiyon bölgesinin sıcaklığını yaklaşık 5200 K'ye, sıvı faz reaksiyon bölgesinin etkin sıcaklığını yaklaşık 1900 K'ye ve yerel basıncı yaklaşık 5,5O5 × 10 kPa'ya çıkarabildiği ölçülmüştür. 10. K/s'ye varan hız, güçlü şok dalgaları ve 400 km/saate varan hızlara sahip mikro jetler eşliğinde. Bu büyük anlık basınç, sıvı içinde asılı duran katı yüzeyde hızlı hasara neden olabilir.
Ultrasonik kavitasyon genellikle iki türe ayrılır: kararlı durum kavitasyon ve geçici kavitasyon:
Kararlı durum kavitasyonu, boyutları denge boyutuna yakın salınan ve birkaç döngüden oluşan döngüler oluşturan düşük ses yoğunluğunda (genellikle 10 w/cm'den az) üretilen kavitasyon kabarcıklarını ifade eder. Rezonans frekansını ses dalgalarının frekansına eşit hale getirmek için genişletildiğinde, ses alanı ile kabarcık arasında yüksek enerjili bir eşleşme meydana gelir ve bu da önemli ölçüde kavitasyona neden olur.
Geçici kavitasyon, büyük ses yoğunluğunun (genellikle 1 W/cm'den daha büyük) etkisi altında üretilen daha kısa ömürlü (çoğunlukla bir ses dalgası döngüsü içinde meydana gelen) kavitasyon kabarcıklarını ifade eder.

笔记