超聲波清洗機清洗的主要機制是超聲空化以及高強超聲波的機械效應、非線性效應。接下來，通海機械就主要說說超聲波清洗機如何通過空化作用實現(xiàn)清洗物品上的有機物的。
空化效應是液體介質(zhì)中普遍存在的一種自然現(xiàn)象。某一頻率聲波或超聲波作用于液體介質(zhì)時，液體介質(zhì)會經(jīng)歷周期性的壓縮、膨脹過程。當處于膨脹相對時，如果此時聲壓的幅值小于液體所在溫度的飽和蒸汽壓，即出現(xiàn)負壓，在液體中的薄弱區(qū)域會產(chǎn)生所謂“液體斷裂”現(xiàn)象，原來溶解在液體中的氣體會以氣核形式析出，形成空穴。這些空穴(氣核)通常稱為空化核?？栈嗽谪搲鹤饔孟?，在聲波膨脹相內(nèi)迅速長大，直徑為幾個微米至數(shù)十微米不等;在隨后到來的壓縮相中，這些空化核在正壓的作用下體積急劇減小，繼而產(chǎn)生體積變化的周期性震蕩(穩(wěn)態(tài)空化)，或者聲壓達到某一閾值(空化閾值)后快速閉合直至崩潰(瞬間空化)。一般稱這種現(xiàn)象為聲空化，聲空化的作用主要表現(xiàn)在下述兩個方面：
1、氣泡內(nèi)部及外部極小的空間區(qū)域內(nèi)
氣泡在閉合、崩潰之前，在氣泡內(nèi)部會產(chǎn)生高溫、高壓、甚至發(fā)光等現(xiàn)象。泡內(nèi)的高溫(5300K以上)、高壓(50MPa以上)會使氣泡內(nèi)的水蒸氣等物質(zhì)發(fā)生常溫下難以發(fā)生的物理化學變化，主要包括：發(fā)生所謂的“水相燃燒”的熱分解反應，空泡內(nèi)的水蒸氣以及在氣泡膨脹相內(nèi)由氣泡壁擴散進去的溶質(zhì)蒸汽都可能被熱分解;空化泡產(chǎn)生的高溫、高壓，可以將含水溶液中的H2O水分子分解為·H和·OH自由基。·OH自由基氧化能力僅次于氟的羥基自由基·OH，由·OH結(jié)合成的H2O2(過氧化氫),可以直接氧化水中的有機體，聚合物，發(fā)生“自由基氧化反應”;空泡潰滅時產(chǎn)生的高溫高壓超過了水的臨界點，將發(fā)生“超臨界水氧化反應”。超臨界水被認為是氧化有機物的良好介質(zhì)，可以去除水中的有機污染物，是人們關(guān)注的處理有機污染物的方法之一。
2. 氣泡外部
在氣泡外部，由于氣泡的劇烈閉合、崩潰，會產(chǎn)生強烈的向外輻射的沖擊波，沖擊波的速度可以達幾個馬赫。同時，氣泡內(nèi)部高壓的釋放、高溫急劇降落，可以形成極大的壓力和溫度梯度。強大的沖擊波，作用于氣泡周圍的液體介質(zhì)，會使液體的結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，如發(fā)生乳化現(xiàn)象;作用于固體表面的附著物，反復的沖擊一方面破壞附著物與固體表面的吸附，另一方面也會引起附著層的疲勞破壞，從而從固體表面脫落;如果附著層中有微小的縫隙存在，空化氣泡就可以“鉆入”裂縫中發(fā)生作用，使附著層被剝離;對于油污等不可溶液體附著層，由于超聲空化的乳化作用，清洗液與不可溶附著層在界面處發(fā)生O/W型乳化，俗稱水包油。污染物隨乳狀液進入清洗液中，在這類物質(zhì)的清洗中，甚至不需要使用化學清洗劑也能達到去除油污的效果;作用于脫落下來的污染物和清洗液中的微生物、細菌、大分子團等，可使其粉碎、降解、分散。
通過分析可以看出，在不涉及發(fā)光現(xiàn)象機制條件下，可以粗略認為：空化過程中氣泡內(nèi)部以化學效應為主，氣泡外部以物理效應為主，氣泡潰滅后兩者聯(lián)合發(fā)生作用。
單一氣泡產(chǎn)生的激波作用距離是“近程”的，由于介質(zhì)的吸收等因素很快就會耗散掉。但在功率超聲產(chǎn)生的聲場中，由于存在大量的空化氣泡，整體累積作用相當明顯。另外，在泡內(nèi)形成的自由基、過氧化氫等強氧化劑隨著氣泡的潰滅進入到氣泡周圍的液體中，對液體中的有機物、聚合體產(chǎn)生氧化作用。
綜上所述，就是超聲波清洗機如何通過空化作用實現(xiàn)物品清洗的，希望對您有幫助。
