Influence of ultrasonic vibration honing parameters on cavitation bubble collapse temperature

Abstract

 La cavitación ultrasónica ha atraído un interés considerable  en las aplicaciones industriales del ultrasonido, especialmente sobre su mecanismo y el comportamiento dinámico de las  burbujas. Sin embargo, el daño térmico del colapso de las  burbujas de cavitación es difícil de estudiar, por su complicado  mecanismo. En este trabajo, se analizó el mecanismo de  formación de una burbuja de cavitación. Se estableció un  modelo dinámico en base al mecanismo de pulido por vibración  ultrasónica y se presentó la temperatura de colapso de la  burbuja bajo la ley del equilibrio termodinámico. Se estudiaron seis parámetros de pulido (velocidad de rotación de la cabeza  pulidora, amplitud de vibración de la onda ultrasónica,  velocidad de respuesta del abrasivo, presión de pulido, radio  inicial de la burbuja y amplitud de la potencia de la onda  ultrasónica) para estudiar la influencia de la variación del radio  de la burbuja y la temperatura de colapso. Para los parámetros  dados, la variación del radio de la burbuja y la temperatura de fractura se simularon cambiando las condiciones paramétricas  de pulido. Los resultados demuestran que el rango de los radios de colapso de las burbujas está entre 100-200 µm y que los  valores más altos y más bajos de la temperatura de fractura  son 1.400 y 300 ºK respectivamente. La erosión por cavitación  en la superficie de una lámina de aluminio corresponde al daño  térmico causado por el colapso de las burbujas. Los resultados  obtenidos en este estudio aportan valores de referencia para el mecanismo de colapso de cavitación y puede ser aplicado en  limpieza ultrasónica, especialmente en la eliminación de capas  de óxido