Pengantar Kavitasi Ultrasonik

Kavitasi ultrasonik mengacu pada proses dinamis pertumbuhan dan keruntuhan gelembung kavitasi nukleus gas mikro yang ada dalam cairan, yang bergetar di bawah aksi gelombang suara dan terjadi ketika tekanan suara mencapai nilai tertentu. Setelah tiga langkah pembentukan gelembung kavitasi, pertumbuhan, dan keruntuhan yang parah.
Ketika wadah berisi cairan dimasukkan ke dalam pembersih ultrasonik, puluhan ribu gelembung kecil, yang dikenal sebagai gelembung kavitasi, dihasilkan karena getaran cairan. Gelembung-gelembung ini tumbuh di zona tekanan negatif yang dibentuk oleh perambatan longitudinal ultrasound, dan dengan cepat menutup di zona tekanan positif, sehingga dikompresi dan diregangkan di bawah tekanan positif dan negatif yang bergantian. Pada saat gelembung dikompresi hingga runtuh, tekanan sesaat yang sangat besar dihasilkan, biasanya mencapai puluhan hingga ratusan megapascal.
Sulick dkk. mengukur bahwa kavitasi dapat meningkatkan suhu zona reaksi fasa gas menjadi sekitar 5200 K, suhu efektif zona reaksi fasa cair menjadi sekitar 1900 K, dan tekanan lokal menjadi sekitar 5,5O5 × 10 kPa, dengan perubahan suhu kecepatan hingga 10.K/s, disertai gelombang kejut yang kuat dan jet mikro dengan kecepatan hingga 400 km/jam. Tekanan sesaat yang sangat besar ini dapat menyebabkan kerusakan cepat pada permukaan padat yang tersuspensi dalam cairan.
Kavitasi ultrasonik biasanya dibagi menjadi dua jenis: kavitasi kondisi mapan dan kavitasi transien:
Kavitasi keadaan mantap mengacu pada gelembung kavitasi yang dihasilkan pada intensitas suara rendah (umumnya kurang dari 10 w/cm), yang ukurannya berosilasi mendekati ukuran kesetimbangannya, menghasilkan siklus beberapa siklus. Ketika diperluas untuk membuat frekuensi resonansinya sama dengan frekuensi gelombang suara, terjadi penggabungan energi tinggi antara bidang suara dan gelembung, menghasilkan kavitasi yang signifikan.
Kavitasi transien mengacu pada gelembung kavitasi dengan umur yang lebih pendek (kebanyakan terjadi dalam satu siklus gelombang suara) yang dihasilkan di bawah aksi intensitas suara yang besar (umumnya lebih besar dari 1 W/cm).

笔记