超音波粉砕装置の強度に影響を与える主な要因は、超音波周波数、液体の表面張力と粘性係数、液体温度、キャビテーション閾値に分けられ、これらに注意を払う必要があります。詳細については、以下を参照してください。

1. 超音波周波数

超音波の周波数が低いほど、液体中にキャビテーションが発生しやすくなります。つまり、キャビテーションを発生させるには、周波数が高いほど、より大きな音の強度が必要になります。例えば、水中でキャビテーションを発生させるには、超音波周波数400kHzで必要な電力は、10kHzの場合の10倍になります。つまり、周波数が高くなるにつれてキャビテーションは減少します。一般的に、周波数範囲は20～40KHzです。

2. 液体の表面張力と粘性係数

液体の表面張力が大きいほど、キャビテーションの強度は高くなり、キャビテーションが発生しにくくなります。粘性係数の大きい液体はキャビテーション気泡が発生しにくく、伝播過程での損失も大きいため、キャビテーションが発生しにくいのです。

3. 液体の温度

液体の温度が高いほど、キャビテーションが発生しやすくなります。しかし、温度が高すぎると気泡内の蒸気圧が上昇するため、気泡が閉じると緩衝効果が高まり、キャビテーションが弱まります。

4. キャビテーション閾値

キャビテーション閾値とは、液体媒体にキャビテーションを引き起こす低い音の強度または音圧振幅のことです。負圧は、交流音圧振幅が静圧よりも大きい場合にのみ発生します。負圧が液体媒体の粘度を超えた場合にのみ、キャビテーションが発生します。

キャビテーション閾値は液体媒体によって異なります。同じ液体媒体であっても、キャビテーション閾値は温度、圧力、キャビテーションコアの半径、ガス含有量によって異なります。一般的に、液体媒体中のガス含有量が低いほど、キャビテーション閾値は高くなります。キャビテーション閾値は液体媒体の粘度とも関連しており、液体媒体の粘度が高いほど、キャビテーション閾値は高くなります。

キャビテーション閾値は超音波の周波数と密接に関係しています。超音波の周波数が高いほど、キャビテーション閾値も高くなります。超音波の周波数が高いほど、キャビテーションは発生しにくくなります。キャビテーションを発生させるには、超音波粉砕装置の強度を高める必要があります。