A nagy intenzitású ultrahang folyékony expozíciója akusztikus kavitációt okozhat. Ez a jelenség általában ultrahangos forrás (például ultrahangos kürt) közelében képződött buborékfelhőnek tekinthető, és erős sziszegő hangnak tekintik. A kavitáció egy folyadékban képződött alacsony nyomású üreg (azaz vákuumbuborék vagy üreg), amely folyamatosan növekszik, röviden oszcillál, majd aszimmetrikusan óriási intenzitással belemerül.
A kavitáció kémiai és fizikai hatásai:
Az erőszakos hab összeomlása helyi szélsőséges hőmérsékletet (~ 5000 fokot), fűtési /hűtési sebességet (~ 10 milliárd fok) és nyomást (~ 1000 atm) okoz a kavitációban, szabad gyököket generál, és számos kémiai (kémiai) reakciót okoz (kémiai) reakciókat ((kémiai) reakciókat (kémiai) például oxidáló szennyező anyagok, sterilizáció, polimerizáció, dezulfurizáció, hosszú láncú molekula lebomlás stb.). Ugyanakkor a kavitációs mező áramlást, rendkívül gyors mikro fúvókákat (kb. 500 m/sec) és hatalmas nyírási erőket generál, elősegítve a fizikai (mechanikai) hatásokat, például az emulgeálást, a részecskék fragmentációját, a sejtek fragmentációját, a homogenizációt, Diszperzió, aggregáció és gáztalanítás. Megfelelő körülmények között a kavitáció akár fényt is generálhat - ezt a hatást szonolumineszcencia néven is ismerték.
Az ultrahangos kavitáció tiszta kémiai hatása bizonyos mértékben növekszik, növekvő gyakorisággal, míg a mechanikai hatás erősen ellentétes függőséggel rendelkezik, a növekvő gyakorisággal. Az ipari ultrahangos processzorok kialakítása erős nyíróerőket vezet be a feldolgozott folyadékba, ezért hajlamosak az ultrahangos spektrum alsó szélén (~ 20 kHz).
A lehetséges mechanizmusok magyarázata:
A kavitációs buborékok dinamikájának vázlatos diagramját az ábra mutatja, amely szemlélteti az alacsony nyomású üregek növekedését és aszimmetrikus összeomlását, ami a mikrászok képződését eredményezi. A buborék oszcilláció és a buboréknövekedés egyidejű előfordulása nem jelenik meg. Amint a buborék oszcillál és kibővül, a környező folyékony gőzt és az oldott gázt a buborék belsejébe vonzza. Ezt a folyamatot "rektifikációs diffúziónak" nevezzük. A habban lévő nyomást viszonylag alacsony szinten tartják, ami elősegíti annak végső impozícióját. A limpózás utolsó szakaszában a buborékfal sebessége meghaladhatja a hangsebességet a gáz belsejében. Ez sokkhullámokat generál a buborékban (hasonlóan ahhoz, hogy egy repülőgép átlép egy hanggátot), amelyek a buborékot apró töredékekre bontják, amelyek később a további kavitációs események kiindulópontjává válnak.
Védje meghallgatását:
Az ultrahang eljárás során előállított kavitációs buborékok összeomlása erős széles spektrumú "sziszegő" zajt eredményez, a decibelek meghaladják a 100 decibel-t. Ezért nagyon fontos, hogy ultrahangos folyadékprocesszorok használatakor egészségügyi és biztonsági óvintézkedéseket tegyünk.