Другие факторы, влияющие на эффективность ультразвуковой очистки

Акустические свойства очищаемых изделий и их расположение в очистительной ванне также оказывают существенное влияние на эффективность очистки. Объекты с высоким поглощением звука, например резина, ткани и т.д., очищаются плохо, в то время как изделия с сильным звуковым отражением — металлические детали, стеклянные изделия — очищаются хорошо.Очищаемые изделия следует располагать меньшей стороной к источнику ультразвука, с определённым зазором между ними. Изделия нельзя размещать непосредственно на дне ванны, особенно тяжёлые детали, чтобы не нарушать вибрации дна ванны, не царапать его и не ускорять кавитационную коррозию.Очищаемые изделия лучше подвешивать в ванне или укладывать в подвешенную металлическую корзину. Корзину необходимо изготавливать из металлической проволоки, по возможности тонкой, с крупными ячейками, чтобы снизить поглощение и экранирование ультразвука.

Скорость потока очищающей жидкости также сильно влияет на эффективность ультразвуковой очистки. Желательно, чтобы в процессе очистки жидкость была неподвижной — в этом случае рост и схлопывание пузырьков происходят полностью. Если скорость потока слишком высока, часть кавитационных зародышей уносится потоком жидкости, а другие покидают звуковое поле до завершения циклов роста и схлопывания, в результате чего общая кавитационная интенсивность снижается. На практике, чтобы предотвратить повторное прилипание загрязнений к очищаемым изделиям, жидкость иногда необходимо непрерывно обновлять. В таких случаях следует следить за тем, чтобы скорость потока не была слишком высокой, во избежание снижения эффективности очистки.

Содержание газа в очищающей жидкости также влияет на эффективность ультразвуковой очистки. Если в жидкости присутствует остаточный газ (не являющийся кавитационными зародышами), это увеличивает потери при распространении звука. Кроме того, газ, диффундирующий в кавитационный пузырёк во время его движения, снижает силу ударной волны при схлопывании пузырька и ослабляет очищающее действие.Поэтому некоторые установки ультразвуковой очистки оснащены функцией дегазации. При включении устройства сначала осуществляется вибрация на мощности ниже порога кавитации в импульсном или прерывистом режиме для удаления газа, после чего мощность повышается до рабочего уровня для проведения ультразвуковой очистки.

Влияние физико-химических свойств очищающей жидкости на эффективность очистки

При высоком статическом давлении в очищающей жидкости кавитация возникает труднее, поэтому ультразвуковая очистка или обработка в герметичных емкостях под давлением дает менее эффективный результат.

Выбор очищающего средства следует осуществлять по двум направлениям: с одной стороны, выбирать средство с хорошей химической эффективностью в зависимости от характера загрязнений; с другой стороны, выбирать средство с подходящими значениями поверхностного натяжения, упругости пара и вязкости, поскольку эти свойства связаны с интенсивностью ультразвуковой кавитации. При большом поверхностном натяжении жидкости кавитация возникает труднее, однако при звуковой интенсивности, превышающей порог кавитации, энергия, выделяемая при схлопывании кавитационных пузырьков, выше, что способствует очистке. Жидкости с высокой упругостью пара снижают интенсивность кавитации, а высокая вязкость жидкости также затрудняет возникновение кавитации. Поэтому очищающие средства с высокой упругостью пара и высокой вязкостью неблагоприятны для ультразвуковой очистки.

Кроме того, температура и статическое давление очищающей жидкости также влияют на эффективность очистки. При повышении температуры жидкости увеличивается количество кавитационных зародышей, что способствует возникновению кавитации. Однако при слишком высокой температуре упругость пара в пузырьках возрастает, и интенсивность кавитации снижается. Поэтому выбор температуры должен учитывать как её влияние на интенсивность кавитации, так и химическое действие очищающей жидкости. У каждой жидкости существует своя температура, при которой кавитация наиболее активна. Для воды оптимальная температура составляет 60–80 °C — при ней кавитация проявляется максимально активно.