超声波清洗效果与温度变化的测试

超声波清洗效果与温度变化的测试

超声清洗机是由超声发生器、清洗槽、换能器三部分组成，清洗槽由厚度为2. 0 mm 不锈钢板拼制焊接而成, 其容积为59. 9×39. 8×30.2cm³超声波换能器的主频为28 KHz, 用强力胶把它固定在清洗槽的底面，超声发生器发射频率为28 KHz 的正弦波，发射功率1200W，启动工作时, 换能器发射超声波, 超声波穿过清洗槽的底面向清洗液发射超声, 在清洗液中形成一个混响场，由于超声空化效应使清洗液中局部产生高温高压，它们的扩散会使整个清洗液的温度不断升高。

清洗液采用自来水, 清洗液的温度用温度计在不同位置测量, 取其平均值, 每隔5分钟记录一次温度计的示值, 测量数据如表。

在超声清洗过程中, 超声空化热效应也可在局部产生高温，从实验结果来看，在开始的60 分钟内水温上升比较快, 上升了21.10 ℃, 平均每分钟温度变化0. 35 ℃，随后的60分钟, 温度上升比较缓慢, 升高约3. 90 ℃, 平均温度升高0.07 ℃/ min。120 分钟以后, 水的温度基本上不变, 这主要是水与周围环境产生热交换的原因。整个清洗过程中, 超声波空化的热效应, 使水在原有温度的基础上升高25 ℃。

清洗液的水温度升高, 是有利于空化核产生的, 在声压负半周的作用下, 空化核迅速膨胀, 可达到原来尺寸的数倍, 继而在声压正半周时, 受压缩突然崩溃而裂解成许多小气泡, 构成新的空化核, 同时伴随着超声波和高温的产生, 破坏不溶性污物使它们分散在清洗液中, 从而达到清洗工件的目的。