超声波清洗技术在工业领域的应用研究进展

发表时间:2021/4/26   来源:《中国电业》2021年第3期   作者:海大猛
[导读] 超声波是一种频率高于20kHz的声波,由物质振动而产生。
        海大猛
        哈尔滨岛田大鹏工业股份有限公司  150000
        摘要:超声波是一种频率高于20kHz的声波,由物质振动而产生。超声空化是指液体中的小泡核在超声作用下高速振荡、生长、收缩、再生长、收缩并最终坍塌的动态过程。这种瞬间坍塌引起的局部高温高压,为一般条件下难以或不可能实现的化学反应提供了极端条件,同时为加速化学反应提供了更多的空间和通道。超声波清洗主要利用超声空化作用产生的化学和机械效应。空化作用一方面使污染物迅速剥落,另一方面在塌陷过程中产生局部高温高压加速水分子的热解,生成高度活性的自由基(·H和·OH)和活性物质,分散、乳化、剥离污物而达到清洗目的。超声波频率高、波长短,传播具有较强的方向性,可聚集成定向狭小的线束,反射能力强,功率大,能量集中且比一般声波大得多,具有绕射、衍射、投射等特性,可以在缝隙孔洞内部产生空化并去污,常常用于表面形状较复杂,带有细孔、狭缝的工件清洗。超声清洗的适用性很广,尤其是对于金属、玻璃和塑料等材质,洗涤速度快、效果好,在某些条件下可以使用水来代替化学试剂进行清洗,避免对环境产生二次污染。近年来,超声波清洗已经广泛应用于表面喷涂处理等工业领域。
关键词:超声波清洗技术;工业领域;应用;
引言
        超声波清洗技术今天已应用于许多工业产品以及科学和医学领域。超声波波长短,能量浓度高,渗透率高,产生液体中空气分离的效果,因此,通过超声波清洗,可以在传统的清洗方法无法实现的车间,如。b .盲孔或孔,可进行清洁,同时用其能量高效去除附着、难以溶解的斑点,从而大大减少清洁工作。超声波清洗在1950年代首次应用于医疗材料的机械成分和表面整理。通过开发超声波清洗和电路技术,超声波清洗变得更小、效率更高,例如。b .复杂金属零件、轴承和汽车工业的复杂零件。直到近年来,超声波处理已从半自动发展为全自动综合PC控制。
1 .超声波清洗的工作原理
声衰减单元主要用于提高超声引导振动频率20kHz以上,用超声波清洗进行机械振动更换,用声波辐射清洗工件,产生相应的振动微泡,在超声波方向产生负面积,在短时间内迅速封闭成千上万的大气。采用这种清洗方法,可以在隐藏情况下分割和分离工件表面或异物,彻底清洗工件,使环境和工件本身免受污染和损坏。
2超声波清洗的应用
        2.1传统应用
        超声波清洗能够去除无机污垢或微生物材料形式的表面污染。这种清洁方法可用于大小物品,并能深入物体表面的缝隙和空洞,提高了清洗速度,通常可以应用于组装的部件,而不需要将它们分解成单独的单元。气泡破裂时形成的射流所产生的微流化效应,改善了本体清洗溶剂向表面的传质,能很好地与水基溶剂相结合,代替更危险的卤代烃,为清洗表面提供了更清洁的溶剂。在化工行业,超声清洗的应用尤为突出,利用超声波的空化效应、乳化、剥离等作用,能够实现化工原料、设备的清洗,污染物的分离、回收等,使得化工领域朝着更加清洁、环保的方向发展。(1)超声清洗可用于高硫煤的清洗,利用低频超声对印度低品位煤进行清洗,提高了煤中杂质的颗粒表面积和可萃取性,去矿化作用和脱硫率达到41.28%和52.17%。(2)利用超声波对受污染的膜进行清洗,能够有效地提高其膜通量。利用超声强化化学清洗受污染的纳米过滤膜,膜通量提高到95.6%,远高于原高强度化学清洗。超声波清洗结合水力冲洗可以改善过滤器的清洗效果,延长滤料的使用寿命,恢复膜的过滤性能。(3)超声波能够有效地洗脱污染物并回收污染物。在一定的声强和频率下,超声能使乳化液破乳,降低油泥稳定性,改善油泥分离性能,因此常常用于清洗油泥砂、石油污染海滨土。


        2.2超声波再生
        利用超声波再生活性炭,能够有效地去除活性炭内吸附的杂质,恢复其吸附特性,且具有能耗小、工艺和设备简单、炭损失较小、可回收吸附质、再生设备简单等优点。超声波再生主要利用超声空化作用产生局部高温、高压微射流和微液流高压。在400kHz~600kHz频率范围内,空化作用下H2O分解生成羟基自由基,羟基自由基具有很强的氧化性和杀菌作用,这种强氧化作用可以有效地破坏有机污染物。在热解和氧化作用下,吸附质中被分离出来,实现了吸附剂的再生。同时在再生过程中,超声“空化”作用几乎全部作用于炭颗粒上,使能量集中在被吸附物质上,加速了热运动,脱离吸附面,并避免了重新被吸附。但超声波用于再生存在穿透能力差,再生效率不高,对吸附质有一定的选择性等缺点。对反渗透浓水吸附饱和活性炭进行超声再生-吸附循环操作,发现首次再生效率为72.5%。随着循环次数增加再生效率不断下降,经过3次再生后的活性炭吸附效率只有35%。影响超声波再生效果的重要因素是羟基自由基的含量,因此,提高超声再生过程中羟基自由基的产生率是超声再生技术发展的关键性因素。
        2.3超声波清洗机的应用
由于清洗对象不同,也有不同类型的清洗设备,如。b .结构简单的小型设备,另一些则更依赖车门装配辅助。超声波清洗不再局限于工业制造,近年来越来越多地用于工业维修和回收行业。旧发动机处理制造业使用的车辆,采用超声波树清洗技术清洁煤和气体等污染物,并采用协整超声波处理技术清洁飞机和油滤机清洗高压电网。即使在车辆修理过程中,淀粉机械也采用超声波清洗,以避免手动清洗筛子、拉伸变压器等一些复杂部件时效率低下。修复一些仓库,如航空设备,存放着通常与汽油一起用于手动清洁介质的先进部件的清洁,而汽油对清洁器有害,可用于超声波清洁应用。
3展望
        因为无人陪伴的、静止的、静止的、静止的、不动的、不动的、不动的、刻着橡树的,这是我不在的唯一原因。老引擎双胞胎的幼苗。而在野外工业——铁路洞穴的苗木中,驾驶人则使用超声波清洗剂对板条箱和增益壳进行再培训,就像是对同温层超高速油桶进行再培训,对空气设备和油过滤器进行再培训,以便对除冰网进行再培训。St .加固机械超高速运转,使手动清洗自清洁零件(如筛子)时效率低下。修复一些营地,比如Rutgers,他们点燃了重新训练,用汽油将诺曼底登陆运送到Medina手动重新集结,Medina重新定义了NIH,还有wikinger牌的汽油,并且可以用超光速粒子弹到爱因斯坦身上。
结束语
        超声波清洗效果好、成本低、效率高、环保安全,因此广泛应用于各行业。超声波清洗的效果受到众多因素的影响,清洗范围内的声场分布对其影响尤为显著,且超声波清洗会造成一定程度的损伤。结合超声波清洗的特点,通过改变清洗槽形状、调整超声波频率、使用双/多频超声波、改变发生器位置等方法使清洗范围内的声场分布更加均匀,通过与其他工艺联合,充分发挥各工艺的优势,提高清洗效率,使超声波清洗可以在各领域中得到更充分的利用。
参考文献
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