从超声波清洗原理解析-超声波清洗为什么那么吵？

简单来说就是，超声波在水中以纵波形式进行传递，传播过程中会造成液体内局部压力不平衡。由于压力的快速变小，在这些低压区域中，通常能形成内部呈现真空状态的气泡，又因为纵波不停传递，低压区域很快又袭来一股高压，于是就从气泡中部开始凹陷，进而穿孔使整个气泡破裂的过程。这个过程被称为超声波的空化作用。气泡形成时内外压强相差极大，而且在最终破裂时能量高度集中，能在小范围内产生一瞬间的几千个大气压的极高压和几千摄氏度的极高温。所以用来清洗物体表面污垢非常有效率，并且会发热。

气泡破裂时的微射流作用在机器内壁会产生强烈的撞击，我们听到的其实很大一部分是撞击声。

纵波模拟图

超声波清洗：藏在气泡里的清洁力量

每当眼镜沾上指纹，首饰失去光泽，或是一些带有细微缝隙的零件难以清洁时，很多人会选择使用超声波清洗机。伴随着一阵轻微的“嗡嗡”声，物品上的污垢便神奇地脱落了。这背后的奥秘，并不只是高频振动那么简单，而是一场发生在液体中、由无数微小气泡上演的激烈而高效的“清洁风暴”。

一、气泡的诞生与湮灭：空化效应的核心舞台

超声波是一种频率高于人耳听觉上限的声波，当它在水中传播时，就像一根看不见的指挥棒，引导着水分子进行一场密集而快速的“舞蹈”。这种纵向的超声波在液体中会产生交替的高压区和低压区。在低压区，液体受到的压力骤然减小，部分液体甚至会被“拉裂”，形成内部接近真空的微小气泡核，也称为空化核。紧接着，高压接踵而至，这股巨大的压力会毫不留情地挤压这些刚刚形成的气泡。气泡无法承受这种剧烈的压力变化，不是简单地被压扁，而是从中间开始凹陷，像一个被戳破的气球，最终瞬间崩溃破裂。这个从形成到猛烈溃灭的全过程，就是被称为“空化效应”的神奇现象。

二、微小的爆炸，巨大的能量：清洁能力和噪音的来源。

可别小看这些微小气泡的破裂。在它们崩溃的瞬间，能量高度集中，会释放出极其惊人的力量。据研究，这一瞬间可以在极小的局部范围内产生高达5000 Kelvin（约4726摄氏度）的高温和超过1000个大气压的高压。这相当于在针尖大小的地方，发生了一次微型的爆炸。这种极端条件会产生两股主要的清洁力量，强烈的冲击波：气泡破裂产生的冲击波直接冲击物体表面的污垢，足以将顽固的油污、颗粒物从基体上剥离下来。

高速的微射流：气泡在固体表面附近溃灭时，会产生时速高达数百公里的微射流，如同无数把高压水枪，精准地冲刷物品的缝隙和凹陷处。

同时这两种效用也会作用在机器内壁，从而发出滋滋和嗡嗡声，所以我们听到的是撞击声，而非超声波的声音。

下次当你听到超声波清洗机发出的滋滋和嗡嗡声时，或许可以想象一下，那正是无数微小气泡正在奋力工作，用一场场激烈的微型爆炸为你带来洁净的交响曲。