Izpostavljenost tekočini z visoko intenzivnim ultrazvokom lahko povzroči akustično kavitacijo. Ta pojav je običajno mogoče razumeti kot mehurček, ki se tvori v bližini ultrazvočnega vira (na primer ultrazvočni rog) in velja za močan zvok. Kavitacija je votlina z nizkim tlakom (tj. Vakuumski mehurček ali votlina), ki nastane v tekočini, ki se nenehno povečuje, na kratko niha in nato asimetrično implode z ogromno intenzivnostjo.
Kemični in fizični učinki kavitacije:
Propad nasilne pene povzroči lokalno ekstremno temperaturo (~ 5000 stopinj), hitrost ogrevanja /hlajenja (~ 10 milijard stopinj /s) in tlaka (~ 1000 atm) v kavitaciji, ustvarja proste radikale in povzroči številne kemične (kemične) reakcije (kemične) reakcije (kemične) reakcije (kemične) reakcije ( kot so oksidacijska onesnaževala, sterilizacija, polimerizacija, desulfurizacija, razgradnja molekul z dolgo verigo itd.). Hkrati kavitacijsko polje ustvarja tok, izjemno hitri mikro curki (približno 500 m/sek) in ogromne strižne sile, ki spodbujajo široko paleto fizikalnih (mehanskih) učinkov, kot so emulgacija, fragmentacija delcev, fragmentacija celic, homogenizacija, homogenizacija, homogenizacija, homogenizacija, homogenizacija, homogenizacija, homogenizacija, homogenizacija, homogenizacija, homogenizacija, homogenizacija, homogenizacija disperzija, a združevanje in razpadanje. V ustreznih pogojih lahko kavitacija celo ustvari svetlobo - učinek, znan kot sonoluminiscenca.
Čisti kemični učinek ultrazvočne kavitacije se do neke mere poveča z naraščajočo frekvenco, medtem ko ima mehanski učinek močno nasprotno odvisnost z naraščajočo frekvenco. Zasnova industrijskih ultrazvočnih procesorjev uvaja močne strižne sile v predelano tekočino, zato ponavadi delujejo na spodnjem robu ultrazvočnega spektra (~ 20 kHz).
Pojasnilo potencialnih mehanizmov:
Shematski diagram dinamike kavitacijskih mehurčkov je prikazan na sliki, ki ponazarja rast in asimetrični propad votlin z nizkim pritiskom, kar ima za posledico nastajanje mikrojetov. Hkratni pojav nihanja mehurčkov in rasti mehurčkov ni prikazan. Ko mehurček niha in se širi, v notranjost mehurčka potegne okoliško tekočo paro in raztopljen plin. Ta postopek se imenuje "rektifikacijska difuzija". Tlak v peni se hrani na sorazmerno nizki ravni, kar je pripomoglo k njegovi končni imploziji. V zadnji fazi implozije lahko hitrost stene mehurčkov preseže hitrost zvoka znotraj svojega plina. To ustvari udarne valove znotraj mehurčka (podobno kot pri tistih, ki nastanejo, ko letalo prečka zvočno pregrado), ki mehurček razgradi na drobne fragmente, ki pozneje postanejo izhodišče za nadaljnje kavitacijske dogodke.
Zaščitite sluh:
Propad kavitacijskih mehurčkov, ustvarjenih med ultrazvočnim postopkom, povzroči močan "šušljajoč" hrup širokega spektra, pri čemer decibeli presegajo 100 decibelov. Zato je zelo pomembno, da pri uporabi ultrazvočnih tekočih procesorjev sprejmemo varnostne ukrepe za zdravje in varnost.