超声波频率对除垢范围及除垢效率的影响_昆山禾创

超声波防除垢主要利用超声波的超声空化效应达到除垢效果。超声波在液体介质中传播时，会立即产生大量空化气泡，这些气泡由于压力的急剧变化会迅速膨胀，突然破裂时将会产生局部短时高温和高压，这些能量足以破坏成垢的条件，使成垢杂质被粉碎而悬浮在液体之中。同时气泡破裂时在其周围产生的强烈局部冲击波及高速射流，能强烈地冲刷垢件表面，使水垢难以在其表面附着及长大，还能对已存在的垢层起到清洗作用。此外，超声波通过空化作用能促使水分子裂解，增大水的溶解能力，在溶液中形成大量的小沉淀颗粒，消除了溶液的过饱和度，从而缓解固体表面的成垢压力。但并非超声波在液体中产生的气泡都能产生明显的空化作用，只有当空化泡的自然共振频率与超声波频率相等时，超声波与空化泡之间才能达到最有效的能量耦合。超声波频率较低时，空化泡少但直径大，生长、崩溃过程较明显，空化核能在稀疏阶段达到共振而发生强烈振荡，瞬间崩溃，空化强度会更加强烈。高频超声波作用时，声波膨胀相时间变短以致空化核来不及增长到可产生空化的空化泡，使空化强度明显减弱。

(1)超声波具有明显的除垢作用，不同频率超声波，声场及声强分布不同，除垢范围及除垢效率也不同。

(2)同一超声波频率下，换能器中心垂直方向0°角处除垢效率最高,随着角度向两边发散，除垢效率逐渐降低。不同频率下，频率越高，换能器中心垂直方向处的除垢效率越高，其中频率为40kHz时，此处的除垢效率最高，达91.11%。

(3)随着频率的增高,有效除垢范围逐渐缩小，并向换能器中心垂直方向集中，其中发生器频率为20kHz时，有效除垢范围最大。这也为实际工程中合理组合利用不同频率超声波的有效除垢范围，尽可能地提高除垢效率，提供了参考依据。