超聲波除垢設(shè)備除垢的原理分析

 

1、“空化”效應(yīng)：

 

   超聲波振動在液體中傳播的音波壓強(qiáng)達(dá)到一個大氣壓時，其功率密度為0.35w/cm2，這時超聲波的音波壓強(qiáng)峰值就可達(dá)到真空或負(fù)壓，但實(shí)際上無負(fù)壓存在，因此在液體中產(chǎn)生一個很大的壓力，將液體分子拉裂成空洞一空化核。此空洞非常接近真空，它在超聲波壓強(qiáng)反向達(dá)到大時破裂，由于破裂而產(chǎn)生的強(qiáng)烈沖擊將物體表面的污垢撞擊下來。這種由無數(shù)細(xì)小的空化氣泡破裂而產(chǎn)生的沖擊波現(xiàn)象稱為“空化”現(xiàn)象。

 

2、“活化”效應(yīng)：

 

    超聲波在液體中通過“空化”作用，可以使水分子裂解為H·自由基OH·自由基。而OH·自由基與積垢物質(zhì)離子可以形成諸如CaOH、MgOH等的配合物，從而增加水的溶解能力，使其溶解積垢的能力相對提高，也就是說，超聲波能提高流動液體和積垢物質(zhì)的活性，使積垢物質(zhì)在液體中形成分散沉積體而不在管壁上形成硬垢。

 

3、“剪切”效應(yīng)：

 

    當(dāng)超聲波由結(jié)垢換熱器金屬外表面向里傳播時，即會引起金屬換熱界面上的垢質(zhì)隨金屬振動，但由于垢質(zhì)和金屬的性態(tài)和彈性阻抗不同，垢質(zhì)與金屬會在換熱界面上形成剪切應(yīng)力作用。作用導(dǎo)致界面上的垢質(zhì)層疲勞、裂紋、破碎而脫落，這就是剪切效應(yīng)。

 

4、“抑制”效應(yīng)：

 

    通過超聲波的作用改變液體主體的物理化學(xué)性質(zhì)，能抑制水中離子在壁面處的成核和長大。因此，減少粘附于換熱面上成垢離子的數(shù)量。實(shí)踐研究證明，超聲波作用時間越長防止成垢物質(zhì)結(jié)垢效果越佳。總之，水在超聲波作用下，當(dāng)超聲波能量足夠大時，即“功率超聲”能夠在常溫、常壓的環(huán)境條件下，使傳導(dǎo)介質(zhì)中產(chǎn)生短促的，局部的，極大的高溫、高壓、高強(qiáng)電場的物理環(huán)境，液體會產(chǎn)生所謂的“聲空化效應(yīng)”從而引發(fā)許多力學(xué)、物理、化學(xué)、生物等效應(yīng)，達(dá)到液體中防垢、除垢目的。