超聲波清洗效果與溫度變化的測(cè)試

超聲清洗機(jī)是由超聲發(fā)生器、清洗槽、換能器三部分組成，清洗槽由厚度為2. 0 mm 不銹鋼板拼制焊接而成, 其容積為59. 9×39. 8×30.2cm3超聲波換能器的主頻為28 KHz, 用強(qiáng)力膠把它固定在清洗槽的底面，超聲發(fā)生器發(fā)射頻率為28 KHz 的正弦波，發(fā)射功率1200W，啟動(dòng)工作時(shí), 換能器發(fā)射超聲波, 超聲波穿過(guò)清洗槽的底面向清洗液發(fā)射超聲, 在清洗液中形成一個(gè)混響場(chǎng)，由于超聲空化效應(yīng)使清洗液中局部產(chǎn)生高溫高壓，它們的擴(kuò)散會(huì)使整個(gè)清洗液的溫度不斷升高。

清洗液采用自來(lái)水, 清洗液的溫度用溫度計(jì)在不同位置測(cè)量, 取其平均值, 每隔5分鐘記錄一次溫度計(jì)的示值, 測(cè)量數(shù)據(jù)如表。

在超聲清洗過(guò)程中, 超聲空化熱效應(yīng)也可在局部產(chǎn)生高溫，從實(shí)驗(yàn)結(jié)果來(lái)看，在開(kāi)始的60 分鐘內(nèi)水溫上升比較快, 上升了21.10 ℃, 平均每分鐘溫度變化0. 35 ℃，隨后的60分鐘, 溫度上升比較緩慢, 升高約3. 90 ℃, 平均溫度升高0.07 ℃/ min。120 分鐘以后, 水的溫度基本上不變, 這主要是水與周圍環(huán)境產(chǎn)生熱交換的原因。整個(gè)清洗過(guò)程中, 超聲波空化的熱效應(yīng), 使水在原有溫度的基礎(chǔ)上升高25 ℃。

清洗液的水溫度升高, 是有利于空化核產(chǎn)生的, 在聲壓負(fù)半周的作用下, 空化核迅速膨脹, 可達(dá)到原來(lái)尺寸的數(shù)倍, 繼而在聲壓正半周時(shí), 受壓縮突然崩潰而裂解成許多小氣泡, 構(gòu)成新的空化核, 同時(shí)伴隨著超聲波和高溫的產(chǎn)生, 破壞不溶性污物使它們分散在清洗液中, 從而達(dá)到清洗工件的目的。