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조회수: 70 작성자: 사이트 편집자 게시 시간: 2019-08-15 출처: 대지
초음파 에너지가 매질에 작용하면 입자의 고속, 미세한 진동을 일으키고 속도, 가속도, 음압, 음강도 등 기계적 양의 변화를 일으켜 기계적 효과를 발생시킵니다. 초음파는 파동 과정과 관련되어 진동의 선형 효과를 생성하는 기계적 에너지 전달의 한 형태입니다. 초음파가 매질에서 전파될 때 입자의 변위 진폭은 매우 작지만 초음파에 의한 입자의 가속도는 매우 큽니다.
20kHz와 1W/cm의 2 초음파가 물 속에서 전파되면 생성되는 음압 진폭은 173kPa입니다. 이는 음압 진폭이 초당 173kPa로 양과 음 사이에서 20,000배 변화한다는 것을 의미합니다. 최대 입자 가속도는 1440km/s에 달하며 2이는 중력 가속도의 약 1,500배에 달합니다. 따라서 강렬하고 빠르게 변화하는 기계적 운동은 전력 초음파입니다. 기계적 진동 효과.
초음파 매질이 균질한 층 매질(예: 생물학적 조직, 인체 등)이 아닌 경우 각 층의 서로 다른 음향 임피던스로 인해 정재파가 반사 및 형성됩니다. 정재파의 배와 매듭은 압력, 장력 및 가속도의 변화를 유발합니다. 다양한 매질 입자(예: 생물학적 분자)의 질량이 다르기 때문에 압력 변화로 인한 진동 속도도 다릅니다. 매질 입자의 상대 운동으로 인한 압력 변화는 초음파 기계적 효과의 또 다른 이유입니다. 초음파의 기계적 효과는 가공(드릴링, 절단, 압축, 표면 강화, 용접, 세척, 연마 및 원하지 않는 필름 및 먼지 제거 등)과 분산, 균질화, 유화, 분쇄 및 살균과 같은 기타 공정을 가속화하는 데 사용되어야 합니다.
초음파의 기계적 작용은 생산에 널리 사용되었습니다. 다음은 몇 가지 예입니다.
초음파 고주파 진동 및 복사 압력은 가스 및 액체의 효과적인 교반 및 흐름을 형성할 수 있습니다. 고체 표면의 캐비테이션 기포 진동에 의해 생성된 강한 제트 및 국부적인 미세 플러싱은 액체의 표면 장력과 마찰을 크게 감소시키고 고체-액체 경계면의 경계층을 파괴하여 일반적인 저주파 기계적 교반이 달성할 수 없는 효과를 달성합니다. 이 기능은 약물 침투, 화장품 피부 유도, 초음파 탈기, 식품 및 화장품 혼합 및 정제의 물리적 기초입니다.
초음파 진동 및 캐비테이션의 압력 및 고온 효과를 이용하여 두 종류의 액체, 두 종류의 고체 또는 액체-고체, 액체-기체 계면이 분자 침투를 발생시켜 새로운 재료 특성을 형성합니다. 금속이나 플라스틱의 초음파 용접, 초음파 유화, 세척, 원자화 등으로 분류할 수 있습니다.
캐비테이션 기포가 닫힌 후 생성된 국지적 충격파는 액체의 입자를 분쇄하고 정제할 수 있습니다. 결정화를 균일하게 만들고; 크고 고르지 않은 에멀젼 액적을 작고 균일한 제제(예: 의료용 조영제, 암 치료제 등)로 분산시키고; 심지어 혈전 절제의 역할도 포함됩니다.
초음파 진동은 부유 입자를 가스와 액체 매체에서 서로 다른 속도로 움직이게 하거나, 충돌 가능성을 높이거나, 정재파를 사용하여 입자가 파동의 아랫부분을 향하게 하여 응결이 발생하도록 할 수 있습니다. 연도 및 인공 강우의 먼지 수집이 이 범주에 속합니다.
초음파 진동의 높은 가속도와 캐비테이션의 음향 부식으로 인해 단단하고 부서지기 쉬운 재료(보석, 세라믹, 유리, 자석 등)의 특수 정밀 가공이 가능합니다.
고강도 초음파 펄스는 연조직을 손상시키지 않고 신장과 담석을 분쇄하는 데 사용할 수 있습니다.
