Ultraschall in Flüssigkeiten: die akustische Kavitation
Die Aktion des Ultraschalls auf flüssige Medien beruht auf dem Phänomen der Kavitation: Erzeugung, Wachstum und Implosion von Bläschen, die sich formen, wenn eine Flüssigkeit einer Druckwelle unterworfen ist. Das Ergebnis ist ein Druckschlag nahe des Bläschens und die Erzeugung eines thermochemischen Mikroreaktors im Inneren des Bläschens.
Damit die akustische Kavitation eintritt, muss eine Leistungsschwelle erreicht werden. Diese Schwelle beläuft sich auf ungefähr 0,5W/cm² bei 20 kHz im Falle von Wasser bei atmosphärischem Druck und auf einige W/cm² für organische Lösungsmittel. Die Amplitude des zu erzeugenden Unterdrucks, um es zu ermöglichen die Kavitationsschwelle zu erreichen, hängt von mehreren Parametern ab: je höher die Viskosität des Mediums (und somit die interne Kohäsion der Flüssigkeit), desto schwieriger ist Kavitation zu erzielen, da die Teilchen schwieriger voneinander zu trennen sind.
In flüssigen Medien ist die akustische Kavitation der Ursprung der Wirkung von Leistungsultraschall.
