Analiza dveh različnih lastnosti delovanja, ki jih uporablja ultrazvočni homogenizator

Ultrazvočni homogenizator uporablja kavitacijo in druge fizične učinke ultrazvočnih valov v tekočini, da doseže učinek homogenizacije. Ultrazvok je proces širjenja mehanskih vibracij v mediju. Ima značilnosti združevanja, orientacije, refleksije in prenosa. Proizvaja predvsem dve obliki vibracij v mediju, in sicer prečne valove in vzdolžne valove. Prve je mogoče ustvariti samo v trdnih snoveh, slednje pa v trdnem, tekočem in plinastem stanju.

Kavitacija pomeni, da tekočina pod vplivom ultrazvočnih valov na šibkejših mestih ustvari votline ali majhne mehurčke, majhni mehurčki pa utripajo z ultrazvočnimi valovi. Ultrazvočna kavitacija povzroči tudi močno mehansko delovanje, ki povzroči hiter curek ali akustični hiter v bližini trdnega vmesnika, kar ustvarja močan udarni val v tekočini. Fizični učinek pomeni, da lahko ultrazvočni valovi tvorijo učinkovito vznemirjenje in pretok v tekočini, da uničijo strukturo medija in razbijejo delce v tekočini, predvsem zaradi trka med tekočinami, mikrofaznim tokom in udarnim valom.

Teoretično bi počil kavitacijski mehurček ustvaril tlake nad 10,000 psi in temperature 20,000 stopinj F (11,000 stopinj), udarni val pa bi hitro seval navzven v trenutku, ko je počil. Energija, ki jo sprosti en sam kavitacijski mehurček, je zelo majhna, a na milijone kavitacijskih mehurčkov vsako sekundo poči istočasno. Kumulativni učinek bo zelo močan, močna udarna sila pa bo odlepila umazanijo na površini obdelovanca. , kar je značilno za vsa ultrazvočna čiščenja.

Če je ultrazvočna energija dovolj velika, bo povsod v čistilni tekočini nastala kavitacija, zato lahko ultrazvočni valovi učinkovito očistijo drobne razpoke in luknje. Kavitacija spodbuja tudi kemične reakcije in pospešuje raztapljanje površinskega filma. Vendar le, ko je tlak tekočine na določenem območju nižji od tlaka plina v mehurčku, bo na tem območju prišlo do kavitacije, zato je ta pogoj lahko izpolnjen, ko je ultrazvočna amplituda, ki jo ustvari pretvornik, dovolj velika. Majhna moč, potrebna za ustvarjanje kavitacije, se imenuje kritična točka kavitacije. Različne tekočine imajo različne kritične točke kavitacije, zato mora ultrazvočna energija preseči to kritično točko, da doseže učinek čiščenja. To pomeni, da lahko nastanejo kavitacijski mehurčki za ultrazvočno čiščenje šele, ko energija preseže kritično točko.