世界上第台超声波清洗机诞生于1 9 51 年, 当时只用于清洗表面复杂的机器零部件。随着电子工业的振兴, 超声波清洗也发展起来, 逐步进入电子元件、精密机械、硅片、磁头、轴承、发动机、液压、光学等元件的清洗领城。那么, 能不能借助超声波清洗衣物呢?请看下面的文章。
超声波清洗工作主要由位于清洗件表面或附近的空化气沫来完成的。这种“ 超声空化” 效应所产生微波流的洗刷作用, 以及在固体和液体界面所产生高速微射流的冲击作用是超声波清洗的主要作用机理。这种超声滴洗可在清洗件表面提供种溶解机制, 使沾染物溶解, 有助于水溶液中的油脂乳化, 在污染层与工件表面之间的空化气泡可以使污层脱落;或将污物击碎而将其剥落。
超声波清洗的物理机制归结为声空化、冲击波、微声流以及清洗液超声振动本身的效应, 主要表现在:
(l) 存在于液体中的微气沫(空化核)在声场的作用下振动, 当声压达到定值时, 气沫将迅速变大, 然后突然闭合, 在气泡闭合时产生的冲击水波能在其周围瞬间产生上千个大气压的压力, 以此破坏不溶性污物而使它们分散在清洗液中。
(2 )燕汽型空化对污物层的直接反复冲击, 方面破坏污物与清洗件表面的吸附; 另方面也会引起污物层的疲劳破坏而与浦洗件表面脱离。
(3 )气体型气泡的振动对固体表面进行擦洗,污物旦有缝晾, 气泡就可以“ 钻入” 裂缝中振动, 使污层脱落。
(4 )对于有油污包裹的固体粒子, 由于超声空化的作用, 两种液体在界面迅速分散而乳化, 固体粒子即脱落。
超声波清洗能否民用? 世界上些大的清洗公司直在探索研究, 行动早的是日本三洋公司和德西门子公司。九十年代初三洋电工曾推出款套桶全自动的“ 超声波洗衣机” , 但直没有在市场上得到推广。其原因是价格高, 另原因就是超声波空化作用在水中产生“ 爆裂” 气泡伴随产生出尖锐的空化噪音。随着超声制造技术的提高, 制造成本下降, 使该项技术的应用推广成为可能; 与套桶洗衣机的开放式结构相比, 滚筒洗衣机
的密封性较好, 在超声应用时可有效避免超声噪声的传导。
实验结果表明:
(l) 使用超声波
, 洗净率均比无超声波时有较大提高,
(2 )超声波洗衣机更适合用低泡洗衣粉。
实验方式为利用猫结了超声波换能器的不锈钢脸盆模拟洗衣机外筒, 利用隔板模拟洗衣机内筒(材料为普通不锈钢内筒材料和塑料小桶两种)
, 利用排水泵造成的循环水模拟洗衣机内筒旋转造成的水流。
三组实验在同超声波发生容器中进行, 每次实验水位、洗衣粉用量、洗涤时间、水的循环速度均相同, 但普通不锈钢内筒材料由于取料较小, 仅攫盖了容器底部的大部分面积, 而塑料小桶则对容器底部及侧面五个方位都有阻隔作用。若实验条件相同. 塑料小桶组与不锈钢材料隔板实验数据的比率会再有提高。
综合上述四类实验条件, 与标准工况洗衣机洗净度的对比, 我们得出下列结论:
(I) 若实验条件相同, 塑料内筒比不锈钢材料内筒的洗净率会有定提高;
(2 )水位的高低对洗净率的影响较大, 高水位可以使超声波在衣物的洗净方面发挥出更大的效果; 以水作为超声波的工作介质对超声波的传导效果比空气好。
(3 )加超声波不加洗衣粉比不加超声波加洗衣粉(即普通洗衣机工作情况)时洗净率也有提高, 同时加超声波和洗衣粉时效果反而不好, 可能是因为洗衣粉在水中产生泡沫影响超声波发生器震荡时的空化作用。
(4 ) 只用超声波不用洗衣粉, 其洗净率为所有情况中好的, 同时, 洗衣过程可减少漂洗次数,从而用水量减少、耗电量小、减少洗涤时间达到节能
、节水的目的。
另外, 超声波还可有效防止内筒外壁和外桶内壁污物附着和加热器水垢的产生,杜绝洗衣过程中二次污染。
