اثرات ارتعاش اولتراسونیک - گرما و کاویتاسیون

اولتراسوند با قدرت بالا می تواند اثرات متفاوتی بر روی روند داشته باشد (حتی گاهی اوقات هیچ اثر مفیدی ندارد)، بنابراین درک اثرات احتمالی و علل آنها مهم است. اینها تأثیرات اصلی (احتمالی) هستند:

تب

ارتعاش مکانیکی با انرژی بالا می تواند به راحتی از طریق اصطکاک رابط بین اجزای مختلف یا میرایی درون ماده (اصطکاک داخلی) به گرما تبدیل شود. این اثر در جوشکاری مورد استفاده قرار می گیرد، جایی که راندمان جوش پلاستیک و فلزات بالا است زیرا گرما دقیقاً در جایی که لازم است - روی سطحی که باید متصل شود - تولید می شود. این تاثیر ممکن است یک محدودیت نیز باشد - چیزی که ما در مورد آن صحبت می کنیم اتلاف توان ناشی از تبدیل انرژی به گرما در داخل و در رابط بین مبدل ها، تقویت کننده ها و ژنراتورهای اولتراسونیک است.

کاویتاسیون

هرگاه فشار محیط کاهش یابد، نقطه جوش مایع نیز کاهش می یابد. اگر فشار به اندازه کافی کاهش یابد، مایع بدون حرارت شروع به جوشیدن می کند (زیرا نقطه جوش به زیر دمای اتاق می رسد). هنگامی که این وضعیت در یک محدوده کوچک رخ می دهد، حباب های کوچک به دلیل کاهش فشار موضعی تشکیل می شود - به این کاویتاسیون می گویند. ممکن است در مایعاتی که در معرض ارتعاش اولتراسونیک قرار می گیرند یا در مناطق کم فشار ایجاد شده توسط سایر حرکات (مانند ملخ های کشتی) رخ دهد. بیشتر اثرات ناشی از تشکیل حباب های بخار نیست، بلکه از تخریب آنها ناشی می شود. ناحیه کم فشار بسیار موضعی است و دائماً در حال تغییر است (برای امواج ایستاده اولتراسونیک، زمان بین کمترین و بالاترین فشار معمولاً 10 تا 25 میکروثانیه است). حباب‌ها فقط زمانی می‌توانند وجود داشته باشند که فشار کم باشد - وقتی فشار زیاد است بسیار ناپایدار هستند، بنابراین به شدت فرو می‌ریزند و فوراً دما و فشار زیادی ایجاد می‌کنند. البته فروپاشی هر حباب در یک حجم بسیار کم در سطح میکروسکوپی اتفاق می‌افتد، اما تحت یک میدان اولتراسونیک قوی و یکنواخت، میلیون‌ها حباب در کل مایع تشکیل می‌شوند و هزاران بار در ثانیه شکسته می‌شوند و در نتیجه بر روی کلی اثر می‌گذارند. ویژگی های مایع این اثر در سونوشیمی و تمیز کردن اولتراسونیک استفاده شده است. میلیون‌ها میدان اولتراسونیک یکنواخت در کل مایع تشکیل می‌شوند و هزاران بار در ثانیه می‌شکنند، بنابراین می‌توانند ویژگی‌های کلی مایع را تحت تأثیر قرار دهند. این اثر در سونوشیمی و تمیز کردن اولتراسونیک استفاده شده است. میلیون‌ها میدان اولتراسونیک یکنواخت در کل مایع تشکیل می‌شوند و هزاران بار در ثانیه می‌شکنند، بنابراین می‌توانند ویژگی‌های کلی مایع را تحت تأثیر قرار دهند. این اثر در سونوشیمی و تمیز کردن اولتراسونیک استفاده شده است.