Die Hauptfaktoren, die die Festigkeit von Ultraschallzerkleinerungsgeräten beeinflussen, sind Ultraschallfrequenz, Oberflächenspannung und Viskositätskoeffizient der Flüssigkeit, Flüssigkeitstemperatur und Kavitationsschwelle, die beachtet werden müssen. Einzelheiten finden Sie im Folgenden:

1. Ultraschallfrequenz

Je niedriger die Ultraschallfrequenz, desto leichter entsteht Kavitation in der Flüssigkeit. Anders ausgedrückt: Um Kavitation zu erzeugen, ist eine höhere Frequenz und damit eine höhere Schallintensität erforderlich. Beispielsweise ist zur Erzeugung von Kavitation in Wasser die benötigte Leistung bei einer Ultraschallfrequenz von 400 kHz zehnmal höher als bei 10 kHz. Das heißt, die Kavitation nimmt mit zunehmender Frequenz ab. Der Frequenzbereich liegt im Allgemeinen zwischen 20 und 40 kHz.

2. Oberflächenspannung und Viskositätskoeffizient von Flüssigkeiten

Je höher die Oberflächenspannung der Flüssigkeit, desto höher die Kavitationsintensität und desto geringer die Kavitationsneigung. Flüssigkeiten mit hohem Viskositätskoeffizienten bilden nur schwer Kavitationsblasen, und auch die Verluste im Ausbreitungsprozess sind groß, sodass Kavitation ebenfalls nicht so leicht entsteht.

3. Temperatur der Flüssigkeit

Je höher die Flüssigkeitstemperatur ist, desto günstiger ist die Entstehung von Kavitation. Bei zu hoher Temperatur steigt jedoch der Dampfdruck in der Blase. Daher verstärkt sich der Puffereffekt, wenn die Blase geschlossen ist, und die Kavitation wird abgeschwächt.

4. Kavitationsschwelle

Die Kavitationsschwelle ist die geringe Schallintensität oder Schalldruckamplitude, die Kavitation in flüssigem Medium verursacht. Unterdruck kann nur entstehen, wenn die Amplitude des Wechselschalldrucks größer ist als der statische Druck. Kavitation tritt nur auf, wenn der Unterdruck die Viskosität des flüssigen Mediums überschreitet.

Die Kavitationsschwelle variiert je nach Flüssigkeit. Bei gleicher Flüssigkeit variiert die Kavitationsschwelle je nach Temperatur, Druck, Radius des Kavitationskerns und Gasgehalt. Generell gilt: Je niedriger der Gasgehalt der Flüssigkeit, desto höher die Kavitationsschwelle. Die Kavitationsschwelle hängt auch mit der Viskosität der Flüssigkeit zusammen. Je höher die Viskosität der Flüssigkeit, desto höher die Kavitationsschwelle.

Die Kavitationsschwelle hängt eng mit der Ultraschallfrequenz zusammen. Je höher die Ultraschallfrequenz, desto höher die Kavitationsschwelle. Je höher die Ultraschallfrequenz, desto schwieriger ist Kavitation. Um Kavitation zu erzeugen, muss die Festigkeit der Ultraschallzerkleinerungsanlage erhöht werden.