Сербия
Прегледи: 69 Аутор: Уредник сајта Време објаве: 15.08.2019. Порекло: Сајт
Када ултразвучна енергија делује на медијум, то ће изазвати велике брзине и фине вибрације честица и произвести промене механичких величина као што су брзина, убрзање, звучни притисак и интензитет звука, изазивајући тако механичке ефекте. Ултразвучни је облик преноса механичке енергије, који је повезан са таласним процесом и производи линеарни ефекат вибрације. Када се ултразвучни талас шири у медијуму, амплитуда померања честице је веома мала, али је убрзање честице изазвано ултразвуком веома велико.
Ако се ултразвучни талас од 20 кХз и 1В/цм 2 шири у води, произведена амплитуда звучног притиска је 173 кПа, што значи да амплитуда звучног притиска варира 20.000 пута између позитивних и негативних 173 кПа у секунди. Максимално убрзање честица достиже 1440 км/с 2, што је око 1500 пута од гравитационог убрзања. Дакле, интензивно и брзо променљиво механичко кретање је ултразвук снаге. Ефекат механичке вибрације.
Када ултразвучни медијум није хомоген слојевит медијум (као што је биолошко ткиво, људско тело, итд.), различита акустична импеданса сваког слоја ће изазвати рефлексију и формирање стојећег таласа. Трбух и чвор стојећег таласа ће изазвати промену притиска, напетости и убрзања. Пошто је маса различитих честица медија (нпр. биолошких молекула) различита, брзина вибрације изазвана променом притиска је различита. Промена притиска изазвана релативним кретањем честица медија је још један разлог за ултразвучни механички ефекат. Механичке ефекте ултразвука треба користити за обраду (бушење, сечење, збијање, површинско ојачавање, заваривање, чишћење, полирање и уклањање нежељених филмова и прљавштине итд.) и за убрзавање других процеса као што су дисперзија, хомогенизација, емулговање, дробљење и стерилизација.
Механичко дејство ултразвука се широко користи у производњи. Ево неколико примера:
Ултразвучне вибрације високе фреквенције и притисак зрачења могу да формирају ефикасно мешање и проток у гасу и течности. Снажан млаз и локално микро-испирање произведено вибрацијом кавитационих мехурића на чврстој површини могу значајно смањити површински напон и трење течности и уништити гранични слој сучеља чврста-течност, чиме се постиже ефекат који обично нискофреквентно механичко мешање не може постићи. Ова функција је физичка основа продирања лекова, козметике која води кожу, ултразвучног дегазирања, мешања и пречишћавања хране и козметике.
Коришћењем ефеката притиска и високе температуре ултразвучних вибрација и кавитације, две врсте течности, две врсте чврстих материја, или течност-чврста, течност-гасна интерфејс, настају продирање молекула, формирајући нова својства материјала. Ултразвучно заваривање метала или пластике, ултразвучна емулгација, чишћење и атомизација могу се класификовати као такви.
Локални ударни талас који настаје након затварања кавитационих мехурића може згњечити честице у течности и рафинирати их; учинити кристализацију уједначеном; распршити велике и неуједначене капљице емулзије у мале униформне агенсе (као што су медицински контрастни агенси, агенси за лечење рака, итд.); па чак укључују и улогу аблације тромба.
Ултразвучне вибрације могу да натерају суспендоване честице да се крећу различитим брзинама у гасним и течним медијима, да повећају могућност судара или да користе стојећи талас да их натерају да теже ка стомаку таласа, тако да долази до кондензације. Сакупљање прашине у димним и вештачким падавинама може припадати овој категорији.
Због великог убрзања ултразвучних вибрација и акустичне корозије кавитације, може се извести посебна прецизна обрада тврдих и крхких материјала (драго камење, керамика, стакло, магнети, итд.).
Ултразвучни пулс високог интензитета може се користити за дробљење камена у бубрегу и жучи без оштећења меког ткива.
