Efectele vibrațiilor cu ultrasunete - căldură și cavitație

Ultrasunetele de mare putere pot avea efecte diferite asupra procesului (uneori chiar fără efecte utile), de aceea este important să înțelegem posibilele efecte și cauzele acestora. Acestea sunt principalele (posibile) efecte:

Febră

Vibrația mecanică de înaltă energie poate fi ușor convertită în căldură prin frecarea interfeței între diferite componente sau amortizarea în interiorul materialului (frecare internă). Acest efect este utilizat în sudare, unde eficiența de sudare a materialelor plastice și metalelor este mare, deoarece căldura este generată exact acolo unde este nevoie - pe suprafața care trebuie conectată. Acest impact poate fi, de asemenea, o limitare - ceea ce vorbim este pierderea de putere cauzată de conversia energiei în căldură în interiorul și la interfața dintre traductoare, amplificatoare și generatoare de ultrasunete.

Cavitație

Ori de câte ori presiunea mediului scade, scade și punctul de fierbere al lichidului. Dacă presiunea scade suficient, lichidul va începe să fiarbă fără încălzire (deoarece punctul de fierbere scade sub temperatura camerei). Când această situație apare într-un interval mic, se formează bule mici din cauza reducerii locale a presiunii - aceasta se numește cavitație. Poate apărea în lichide supuse vibrațiilor ultrasonice sau în zone de joasă presiune generate de alte mișcări (cum ar fi elicele navei). Majoritatea efectelor nu sunt cauzate de formarea de bule de abur, ci de distrugerea acestora. Zona de joasă presiune este foarte localizată și în continuă schimbare (pentru undele staționare cu ultrasunete, timpul dintre presiunea cea mai scăzută și cea mai mare este de obicei de 10 până la 25 de microsecunde). Bulele pot exista doar atunci când presiunea este scăzută - sunt foarte instabile când presiunea este mare, astfel încât se vor prăbuși violent, generând instantaneu temperatură și presiune uriașă. Desigur, prăbușirea fiecărei bule are loc într-un volum foarte mic la nivel microscopic, dar sub un câmp ultrasonic puternic și uniform, milioane de bule din întregul lichid se vor forma și se vor descompune de mii de ori pe secundă, afectând astfel totalitatea. caracteristicile lichidului. Acest efect a fost utilizat în sonochimie și curățare cu ultrasunete. Milioane de câmpuri ultrasonice uniforme în întregul lichid se vor forma și se vor rupe de mii de ori pe secundă, astfel încât acestea pot afecta caracteristicile generale ale lichidului. Acest efect a fost utilizat în sonochimie și curățare cu ultrasunete. Milioane de câmpuri ultrasonice uniforme în întregul lichid se vor forma și se vor rupe de mii de ori pe secundă, astfel încât acestea pot afecta caracteristicile generale ale lichidului. Acest efect a fost utilizat în sonochimie și curățare cu ultrasunete.