微射流:由于空化闭合时，开始是球形，然后不对称闭合，形成一个指向餐具表面的液体射流，其速度大于100m/s，对餐具上残留的油污形成冲击，同时增大了洗涤液的渗透作用，称为声学毛细管效
湘潭大学兴湘学院毕业论文 应。
辐射扭力:空化核在运动时发生的二阶现象。在均匀洗涤液中作用于洗涤液本身，使洗涤液产生环流，叫做声流，它能使振动气泡表面产生高达90Mpa的粘滞应力。
乳化作用:在超声空化作用下，有油污包裹住的固体粒子，在两种液体的分界面迅速分散而乳化，固体粒子自动脱落。
3.3 超声空化阀
使清洗液达到空化作用的最小声强或者声压幅值称为空化阀。只有当交变声压幅值大于静压力产生的负压力大于液体结构强度时才会产生空化作用。 空化阀Pc表示为:
其中Po为液体的静压力, Pv是蒸汽压，Ro是空气核半径，是表面张力系数。 可以看出液体含气量越少，空化阀越高，静压力越大，空化阀越高，液体的沾度越大，空化阀也越高。可见，不同液体的空化阀不同，同一液体在温度、压力和含气量等不同的情况下，空化阀值也不同。 此外，由经验公式:
可以得出空化阀与沾滞系数的关系。μ为沾滞系数。
并且声波的频率越高空化阀也越高。当声波频率超过4.8MHZ的时候，空化空化阀接近10Mpa。
湘潭大学兴湘学院毕业论文 第四章 超声清洗参数选定 4.1 影响超声波清洗效果的因素 4.1.1 声强
声强是单位体积的声波功率。根据对超声空化阀的研究知道，只有交变声压幅值超过液体静压力时才能出现负压，当负压超过液体强度时才能产生空化。而这个最低的声强称为空化阀。当声强越大的时候，空化强度也越大，此时的清洗效果更好。但是当声强过大的时候会在声源表面产生过量气泡形成阻隔声波传播的屏障。声波能量在传播的过程中会逐渐减弱。就水而言，其空化阀约1/3W每立方厘米。在超声清洗中，声强太弱不能有效将污物洗去，太强又会对清洗件表面造成损坏，甚至在辐射面形成声障，使声能不能完全辐射到整个空间，影响清洗效果。在有限的清洗空间内，超声波易在声源，液面和空气交界处来回反射，形成驻波，使波节处声压过小，无法发生空化，
22造成清洗盲区。声强一般选在1W/cm---2W/cm之间。 4.1.2 频率
在同样的液体中，声波的频率越高，产生空化作用所需的声强越大。所以如果选取的超声波频率越低则越容易产生空化作用。并且在低频的时候，空化核从膨胀到闭合的过程越长，所以在闭合前能有更大的闭合半径，这样，闭合时能产生更大的闭合强度，对污渍的清洗效果更好。但是，当频率低于20KHz的时候会有噪音，对人体产生伤害，更重要的是，过低的频率会让空化核不能闭合，不能产生空化作用。所以，通常会选择20KHz~40KHz作为清洗的频率范围。由于清洗的为陶瓷玩具，清洗槽规格为400×400×430，所以这里选择28KHz。
4.1.3 清洗液
选择清洗液的时候要考虑三点。第一是清洗液本身的对污染物的清洗能力。第二是清洗液的粘度和表面张力对超声空化作用的影响。最后是清洗液对环境是否有污染。在超声空化作用中，清洗液的粘度越大，空化阀值越大，空化作用越难发生。表面张力越大，空化的强度越大，清洗效果越好。所以，选择的清洗液最好有粘度小。表面张力大的特点，并且由于水的污染小，粘度小，表面张力大，所以综合考虑后，选取自来水为清洗液。
湘潭大学兴湘学院毕业论文 4.2 超声场的研究 4.2.1 空化强度的测量
因为空化核运动不是线性，所以在一个超声场中，很难知道空化强度的分布情况。但同时由于空化作用产生的局部高温高压会使水分子HO分裂成离子H-和-OH，所以可以通过测量离子在清洗液中的局2
部密度来间接测量空化的强度。
由于条件限制，这里参考知网专利论文得出实验结论:
1:超声波空化强度从离声源近的地方开始逐渐增强，在中部的时候达到最大，随后逐渐减弱。其原因是过多的空化气泡会形成声波屏障，会影响声波的传递，所以在远的地方，空化强度反而减弱。
2:无扫频作用的清洗效果差。因为在清洗槽的有限空间内，为避免超声波在交界面或者洗涤槽壁的时候反射形成驻波造成某些地方声压小某些地方声压大，从而使清洗不均。而扫频可以避免驻波形成。只要使超声频率在合理的范围内变化。
3、相同情况下。双面作用强度比单面作用低。因为，双面的时候超声波会发生干涉，影响清洗效果。
4、单面扫频的清洗效果最好。
4.3 选取参数 4.3.1 超声清洗参数
超声功率、清洗时间、水温是影响超声清洗的主要因素。 2超声功率密度: P=发射功率(W)/发射面积(cm);
2通常 P? 0.3W/cm，在液体中传播的超声波能对物体表面的污物记性清洗，其原理用空化阀表示，超声波振动在液体中传播的音波
2压强打到一个大气压时，其功率密度为0.35W/cm，这是超声波的音波压强峰值就可打到真空或者负压，但实际上无负压存在，因此在液
2体中产生一个很大的压力。综上，功率密度应选在0.35—1W/cm之间。 超声清洗时间:一般根据污垢的的不同，单次清洗时间为3—10分钟不等，鉴于中国人饮食习惯偏向油腻，这里将超声清洗时间定为10分钟。
水温:这里将清洗水温定在50? 4.4 本章小结
经上述对超声空化强度及对基本参数设计计算，该家用超声波洗 湘潭大学兴湘学院毕业论文
碗机的基本参数被确定为:工作温度为50?，清洗时间为10min，功 2率密度为0.35—1W/cm之间，频率为28Khz，超声单面放射，采用扫频，餐具朝向超声波发射面。
主要流程为:进水---加热至工作水温---超声清洗10min---喷臂清洗1min 湘潭大学兴湘学院毕业论文 第五章 超声波洗碗机结构设计 5.1 整体方案设计
在设计中需要重点考虑几方面的问题，首先是清洗槽及管路的密封问题，再有就是超声波振子的、电磁阀、加热器等元器件的选型。
家用超声波洗碗机主要有进排水系统、喷臂系统、超声清洗系统、加热系统组成。
进排水系统:电磁阀，水位感应开关，过滤网等组成。 喷臂系统:喷臂，压力泵等组成。 加热系统:水槽加热管等。
超声清洗系统:超声波发生器，超声波换能器等组成。 其他:清洗槽，箱体，碗篮，底座等。 5.2 各重要部件设计 5.2.1 清洗槽
清洗槽材质为201不锈钢板，内箱尺寸400×400×430mm，各个平面过度的地方倒圆角。由于超声水化腐蚀的影响，所以对洗涤槽的槽壁会有一定的损耗，长时间积累后会使超声清洗的一些参数发生变化，所以选择耐腐蚀性好的3mm不锈钢板。清洗槽内焊接一个凸台，用于喷臂的固定。清洗槽底部与箱体有一定距离，用于安装洗碗机电源等其他部件。清洗完成的残余手工清理。
5.2.2 进排水系统
进排水系统主要由电磁阀，过滤芯，水位感应系统,进水管，排水管等组成。打开二位二通阀后，自来水流入清洗槽，在达到一定水位后，水位感应开关启动，清洗完毕后，废水经过滤芯，排水口排出。水管材料选PVC管。
5.2.3 水位感应系统
选最为简单易控制的方式来进行水位的感应和控制，根据超声波洗涤的情况，选连杆式浮球液位开关来控制。这种方式的技术核心是干簧管。干簧管可以作为磁接近开关或者继电器使用，比一般机械开关体积小、速度高、工作寿命长，与电子开关相比，它又有抗负载冲击能力强的特点，工作可靠性很高。干簧管结构具体如图5-1:
机械毕业设计439超声波洗碗机毕业设计说明书
