Ultralydsenergi virker på mediet, hvilket vil få partiklerne til at vibrere ved høj hastighed og producere mekaniske ændringer såsom hastighed, acceleration, lydtryk og lydintensitet, og derved forårsage mekaniske effekter. Ultralyd er en form for mekanisk energiudbredelse, som er relateret til bølgeprocessen og vil frembringe en lineær effekt af vibrationer. Når ultralydsbølgen forplanter sig i mediet, selv om amplituden af partikelforskydningen er lille, er accelerationen af partiklen forårsaget af ultralydsbølgen meget stor.
Hvis 20kHz, 1W/cm2 ultralydsbølgen forplanter sig i vand, er lydtryksamplituden genereret af den 173kPa, hvilket betyder, at lydtryksamplituden skal ændre sig 20.000 gange mellem positiv og negativ 173kPa pr. Hurtigt skiftende mekanisk bevægelse er den mekaniske vibrationseffekt af ultralyd.
Når ultralydsmediet ikke er et ensartet lagdelt medium (såsom biologisk væv, menneskelig krop osv.), vil den akustiske impedans af hvert lag af medier få de reflekterede lydbølger til at reflektere og danne en stående bølge. Den stående bølges antinoder og noder forårsager tryk og spændinger og accelerationsændringer. Da massen af forskellige mediepartikler (såsom biomolekyler) er forskellig, er vibrationshastigheden forårsaget af trykændringen anderledes, og trykændringen forårsaget af den relative bevægelse mellem mediepartiklerne er en anden grund til den ultralyds mekaniske effekt. De mekaniske effekter ved hjælp af ultralyd skal behandles (perforering, skæring, komprimering, overfladeforstærkning, svejsning, rengøring, polering og fjernelse af uønskede film og snavs osv.) Og også bruges til at fremskynde dispergering, homogenisering, emulgering og knusning, Sterilisering og andre processer.
Den mekaniske effekt af ultralyd er blevet brugt i vid udstrækning i produktionen, og eksemplerne er som følger.
Mekanisk omrøring
Ultralyds højfrekvente vibrationer og strålingstryk kan danne effektiv omrøring og flow i gas og væske. Den stærke stråle og lokale mikro-rush-strøm, der genereres af kavitationsboblevibrationen på den faste overflade, kan væsentligt svække væskens overfladespænding og friktion og ødelægge det vedhæftede lag af faststof-væske-grænsefladen, så det ikke kan nå den almindelige lavfrekvente mekaniske omrøring. effekt. Denne effekt er det fysiske grundlag for påføring af lægemidler gennem menneskelig hud, skønhedsprodukter på menneskelig hud, ultralydsafgasning, udjævning og forfining af fødevarer og kosmetik.
Interdiffusion
Trykket og højtemperatureffekten af ultralydsvibrationer og kavitation bruges til at fremme gensidig penetration af molekyler mellem to væsker, to faste stoffer eller væske-faststof og væske-gas-grænseflader for at danne nye materialeegenskaber. Ultralydssvejsning af metaller eller plast, ultralydsemulgering, rengøring, forstøvning kan klassificeres som sådanne effekter.
Homogeniser
Efter at kavitationsboblerne er lukket, kan den lokale chokbølge knuse partiklerne i væsken for at gøre den fin; gør krystallen ensartet; sprede de store og ujævne mælkedråber i små ensartede midler (såsom medicinske kontrastmidler, kræftbehandlingsmidler osv.); Det kan endda omfatte trombolyse og andre effekter.
Samhørighed
Ultralydsvibrationer kan få de suspenderede partikler i gassen og det flydende medium til at bevæge sig med forskellige hastigheder, hvilket øger chancen for fasekollision; eller ved at bruge stående bølger til at få dem til at vende mod antinoderne, således opstår der en agglomerationsproces. Støvopsamling i aftrækket og kunstig regn falder ind under denne kategori.
Mekanisk skærende handling
På grund af den store acceleration af ultralydsvibrationer og effekten af kavitation og akustisk korrosion kan der udføres speciel og præcis behandling af hårde og sprøde materialer (sten, keramik, glas, magnetisk stål osv.).
Smash
Brugen af højintensive ultralydsimpulser kan knuse nyresten og galdesten i kroppen uden at beskadige blødt væv.
