超声空化场的致热机制及其聚束喷射时的致热速率

分析表明,超声空化泡崩溃时的高温声冲流和高压冲击波是使塑料致热熔融的机制.采用圆锥形和圆柱形玻璃管对单束超声空化场聚束喷射时,致热速率明显加大,这是因为空化泡在声辐射压力作用下聚集于喷射空化场前峰区的密度得以提高,因而增强了空化集中的致热效果.

超声喷泉的温度特性

文章研究了超声喷泉的温度特性。测量表明,自由喷射时超声喷泉内的温度上升速率随高度而增加,接近水平面高度时增加更快,邻近喷泉顶点时达到最大。若对超声喷泉进行聚束喷射,那么这种温度上升速率显著提高,并且采用全程聚束时高于半程聚束,锥形管聚束时高于柱形管聚束,但无论采用哪种聚束方式喷射,超声喷泉内的温度上升速率均在1min左右趋于饱和。

超声空化场热释放现象的实验研究

在1.65MHz、3W/cm2的超声空化场中,沿垂直声波辐射方向插入高分子材料ABS等试验板,板面上即刻出现熔化现象:超声空化场的一种热释放。若使这种空化场形成超声喷泉,其热释放的效果更加明显。采用圆柱形套管和圆锥形套管对这种超声喷泉进行聚束喷射,还可加剧这种热释放。作者认为,大量空化泡塌陷、爆裂时的高温声冲流和高压冲击波是使这种低导热系数试验板热变熔化的主要机制。超声喷泉中隐含的空化集中作用,以及聚束状态下附加的空化集中作用和声能密度的增加,则进一步增强了这种热释放。