[发明专利]射流补核超声空化装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及超声空化技术领域，尤其涉及射流补核超声空化装置及方法。

背景技术

随着科学技术的发展，超声空化在我们的生活中得到越来越广泛的应用。超声空化，是指随着液体压强的下降，当达到液体的汽化压力时，液体中空泡的生成及其后续的动力学行为。超声空化的主要表现形式是随着超声波的压力变化，液体中出现按超声周期涨缩的微小气泡，大量这样的气泡形成空化云。超声空化过程中产生的气泡会不断溃灭，这些气泡溃灭的时候会在气泡内部产生高温高压，并在周围的液体中产生冲击波，当上述空化云贴近壁面的时候，所形成的冲击波会朝壁面运动并形成打向壁面的微射流，由此，超声空化具有力学效应和化学效应。超声空化在超声清洗、声化学、乳化、均化等方面都得到了广泛应用。

超声空化装置为超声空化的产生提供超声波的来源和超声空化的场所，换能器是超声空化装置的重要组成部分，可以将电能转换为超声波。现有技术中为了提高超声空化的处理效果，通常只注重对换能器的改进，但是单纯改进换能器超声空化的处理效果不佳，处理效率低。

发明内容

本发明的目的是提供一种射流补核超声空化装置及方法，用以解决现有技术中的单纯改进换能器超声空化的处理效果不佳，处理效率低。

为实现上述目的，一方面，本发明提供了一种射流补核超声空化装置，该装置包括：容器，用于容置液体；换能器，所述换能器具有辐射面，所述辐射面位于所述容器内，容置在所述液体中,所述换能器用于将电能转换为超声波，所述超声波通过所述辐射面作用于所述液体，并在所述液体中形成声场；射流入水管，与所述容器相导通，用于向所述液体内通入含有气核的液体射流，所述液体射流冲击所述辐射面时，所述气核位于所述辐射面前，在所述声场的作用下在所述辐射面前方的区域形成大量空化云。

另一方面，本发明提供了一种射流补核超声空化方法，该方法包括：通过换能器将电能转换为超声波，所述换能器具有辐射面，所述辐射面位于容器内，容置在所述容器内容置的液体中,所述超声波通过所述辐射面作用于所述液体，并在所述液体中形成声场；通过与所述容器相导通的射流入水管向所述液体内通入含有气核的液体射流，所述液体射流冲击所述辐射面时，所述气核位于所述辐射面前，在所述声场的作用下在所述辐射面前方的区域形成大量空化云。

采用本发明实施例所提供的射流补核超声空化装置，该射流补核超声空化装置中不仅包括用于容置液体的容器，用于将电能转换为超声波的换能器，还包括用于向液体内通入含有气核的液体射流的射流入水管，其中，换能器具有辐射面，辐射面位于容器内，容置在液体中，超声波通过上述辐射面作用于液体，并在液体中形成声场，射流入水管与容器相导通，当液体射流冲击上述辐射面时，气核位于辐射面前，在声场的作用下在上述辐射面前方的区域形成大量空化云。由上可见，由于射流入水管向液体内通入了含有气核的液体射流，而超声空化对气核非常敏感，在一个富含气核的区域容易产生空化和大范围空化云，因此可以增加产生的空泡的数目，以及增大空化云的范围，增强空化处理效果，提高空化处理效率。

附图说明

图1为本发明实施例一中的射流补核超声空化装置结构示意图；

图2为本发明实施例一中的射流补核超声空化装置用于硅片清洗时的空化效果实验照片；

图3为本发明实施例一中的射流补核超声空化装置用于硅片清洗时的空化效果实验照片；

图4为本发明实施例一中的射流补核超声空化装置用于硅片清洗时的空化效果实验照片；

图5为本发明实施例一中的射流补核超声空化装置用于硅片清洗时的空化效果实验照片；

图6为本发明实施例一中的射流补核超声空化装置用于硅片清洗时的空化效果实验照片；

图7为本发明实施例一中的射流补核超声空化装置用于硅片清洗时的空化效果实验照片；图8为本发明实施例二中的射流补核超声空化装置结构示意图；

图9为本发明实施例二中的射流补核超声空化装置用于声化学反应器时的空化效果实验照片；

图10为本发明实施例二中的射流补核超声空化装置用于声化学反应器时的空化效果实验照片；

图11为本发明实施例二中的射流补核超声空化装置用于声化学反应器时的空化效果实验照片；

图12为本发明实施例二中的射流补核超声空化装置用于声化学反应器时的空化效果实验照片；

图13为本发明实施例二中的射流补核超声空化装置用于声化学反应器时的空化效果实验照片；