Ultrazvučna energija djeluje na medij, što će uzrokovati da čestice vibriraju velikom brzinom i proizvesti mehaničke promjene kao što su brzina, ubrzanje, zvučni pritisak i intenzitet zvuka, uzrokujući mehaničke efekte. Ultrazvuk je oblik mehaničkog širenja energije, koji je povezan s valnim procesom i proizvodi linearni efekat vibracije. Kada se ultrazvučni val širi u mediju, iako je amplituda pomaka čestica mala, ubrzanje čestice uzrokovano ultrazvučnim valom je vrlo veliko.
Ako se ultrazvučni talas od 20kHz, 1W/cm2 širi u vodi, amplituda zvučnog pritiska koju on generiše iznosi 173kPa, što znači da se amplituda zvučnog pritiska mora promeniti 20.000 puta između pozitivnih i negativnih 173kPa u sekundi, a maksimalno ubrzanje čestica do 1440km/s, što je oko 10 puta ubrzanje od 15 intenzivno i brzo promjenjivo mehaničko kretanje je mehaničko vibracijsko djelovanje snažnog ultrazvuka.
Kada ultrazvučni medij nije ujednačen slojevit medij (kao što je biološko tkivo, ljudsko tijelo, itd.), akustična impedancija svakog sloja medija će uzrokovati da se reflektirani zvučni valovi reflektiraju i formiraju stojeći val. Antinodi i čvorovi stojećeg vala uzrokuju promjene pritiska i napetosti i ubrzanja. Budući da je masa različitih čestica medija (kao što su biomolekule) različita, brzina vibracije uzrokovana promjenom pritiska je različita, a promjena tlaka uzrokovana relativnim kretanjem između čestica medija je još jedan razlog za ultrazvučni mehanički učinak. Mehaničke efekte ultrazvukom treba obraditi (perforacija, rezanje, zbijanje, površinsko ojačavanje, zavarivanje, čišćenje, poliranje, uklanjanje nepoželjnih filmova i prljavštine, itd.), a također se koristiti za ubrzavanje disperzije, homogenizacije, emulgiranja i drobljenja, sterilizacije i drugih procesa.
Mehanički učinak ultrazvuka se široko koristi u proizvodnji, a primjeri su sljedeći.
Mehanička agitacija
Ultrazvučne visokofrekventne vibracije i radijacijski pritisak mogu stvoriti efikasnu agitaciju i protok u plinu i tekućini. Snažan mlaz i lokalni mikro-nagli tok generiran vibracijom kavitacijskog mjehurića na čvrstoj površini može značajno oslabiti površinsku napetost i trenje tekućine i uništiti pričvršćeni sloj sučelja čvrstoća-tečnost, tako da ne može postići uobičajeno niskofrekventno mehaničko miješanje. efekat. Ovaj učinak je fizička osnova za primjenu lijekova kroz ljudsku kožu, kozmetičkih proizvoda na ljudsku kožu, ultrazvučnog otplinjavanja, prehrambenog i kozmetičkog izravnavanja i oplemenjivanja.
Interdifuzija
Efekat pritiska i visoke temperature ultrazvučnih vibracija i kavitacije koriste se za promicanje međusobnog prodiranja molekula između dve tečnosti, dve čvrste materije ili interfejsa tečnost-čvrsta i tečnost-gas da bi se formirala nova svojstva materijala. Ultrazvučno zavarivanje metala ili plastike, ultrazvučna emulgacija, čišćenje, atomizacija mogu se klasifikovati kao takvi efekti.
Homogenizirati
Nakon što se mjehurići kavitacije zatvore, lokalni udarni val može zgnječiti čestice u tekućini kako bi je postala fina; ujednačiti kristal; raspršiti velike i neujednačene kapljice mlijeka u sitne uniformne agense (kao što su medicinski kontrastni agensi, agensi za liječenje raka, itd.); Može čak uključiti trombolizu i druge efekte.
Kohezija
Ultrazvučne vibracije mogu učiniti da se suspendirane čestice u plinskom i tekućem mediju kreću različitim brzinama, povećavajući mogućnost sudara faza; ili korištenjem stajaćih valova da ih natjeraju da teže antičvorovima, tako da dolazi do procesa aglomeracije. U ovu kategoriju spadaju skupljanje prašine u dimnim kanalima i umjetna kiša.
Akcija mehaničkog rezanja
Zbog velikog ubrzanja ultrazvučnih vibracija i efekta kavitacije i akustične korozije, može se vršiti posebna i precizna obrada tvrdih i krhkih materijala (dragulji kamen, keramika, staklo, magnetni čelik itd.).
Smash
Korištenjem ultrazvučnih impulsa visokog intenziteta može se razbiti kamenac u bubregu i žuči u tijelu bez oštećenja mekih tkiva.
