Ultraskaņas enerģija iedarbojas uz vidi, kas liks daļiņām vibrēt lielā ātrumā un radīt mehāniskas izmaiņas, piemēram, ātrumu, paātrinājumu, skaņas spiedienu un skaņas intensitāti, tādējādi izraisot mehāniskus efektus. Ultraskaņa ir mehāniskās enerģijas izplatīšanās veids, kas saistīts ar viļņu procesu un radīs lineāru vibrācijas efektu. Kad ultraskaņas vilnis izplatās vidē, lai gan daļiņu nobīdes amplitūda ir maza, ultraskaņas viļņa izraisītais daļiņas paātrinājums ir ļoti liels.
Ja 20kHz, 1W/cm2 ultraskaņas vilnis izplatās ūdenī, tā radītā skaņas spiediena amplitūda ir 173kPa, kas nozīmē, ka skaņas spiediena amplitūdai ir jāmainās 20 000 reižu starp pozitīvo un negatīvo 173kPa sekundē, bet maksimālajam daļiņu paātrinājumam Līdz 1440km/smaguma ātrums ir aptuveni 150 kPa sekundē. intensīva un strauji mainīga mehāniskā kustība ir jaudas ultraskaņas mehāniskās vibrācijas efekts.
Ja ultraskaņas vide nav viendabīga slāņaina vide (piemēram, bioloģiskie audi, cilvēka ķermenis utt.), katra nesēja slāņa akustiskā pretestība liks atstarotajiem skaņas viļņiem atspoguļoties un veidot stāvošu vilni. Stāvviļņa antinodi un mezgli izraisa spiedienu un spriedzi Un paātrinājuma izmaiņas. Tā kā dažādu nesēju daļiņu (piemēram, biomolekulu) masa ir atšķirīga, spiediena maiņas izraisītais vibrācijas ātrums ir atšķirīgs, un spiediena izmaiņas, ko izraisa relatīvā kustība starp mediju daļiņām, ir vēl viens iemesls ultraskaņas mehāniskajam efektam. Mehāniskie efekti, izmantojot ultraskaņu, ir jāapstrādā (perforēšana, griešana, blīvēšana, virsmas nostiprināšana, metināšana, tīrīšana, pulēšana un nevēlamu plēvju un netīrumu noņemšana utt.), Kā arī jāizmanto, lai paātrinātu dispersiju, homogenizāciju, emulgāciju un drupināšanu, sterilizāciju un citus procesus.
Ultraskaņas mehāniskā iedarbība ir plaši izmantota ražošanā, un piemēri ir šādi.
Mehāniskā maisīšana
Ultraskaņas augstfrekvences vibrācija un radiācijas spiediens var veidot efektīvu maisīšanu un plūsmu gāzē un šķidrumā. Spēcīgā strūkla un lokālā mikrospiešanās plūsma, ko rada kavitācijas burbuļa vibrācija uz cietas virsmas, var ievērojami vājināt šķidruma virsmas spraigumu un berzi, kā arī iznīcināt pievienoto cietās un šķidruma saskarnes slāni, tāpēc tas nevar sasniegt parasto zemfrekvences mehānisko uzbudinājumu. efekts. Šis efekts ir fiziskais pamats zāļu lietošanai caur cilvēka ādu, skaistumkopšanas produktiem cilvēka ādai, ultraskaņas degazēšanai, pārtikas un kosmētikas līdzināšanai un uzlabošanai.
Interdifūzija
Ultraskaņas vibrācijas un kavitācijas spiediena un augstās temperatūras efekts tiek izmantots, lai veicinātu molekulu savstarpēju iespiešanos starp diviem šķidrumiem, divām cietām vielām vai šķidruma-cietām un šķidruma-gāzes saskarnēm, veidojot jaunas materiāla īpašības. Pie tādiem efektiem var klasificēt metālu vai plastmasu ultraskaņas metināšanu, ultraskaņas emulgāciju, tīrīšanu, izsmidzināšanu.
Homogenizēt
Pēc tam, kad kavitācijas burbuļi ir aizvērti, lokālais triecienvilnis var sasmalcināt šķidrumā esošās daļiņas, lai padarītu to smalku; padarīt kristālu viendabīgu; izkliedējiet lielos un nevienmērīgos piena pilienus sīkos viendabīgos līdzekļos (piemēram, medicīniskajos kontrastvielās, vēža ārstēšanas līdzekļos utt.); Tas var ietvert pat trombolīzi un citus efektus.
Kohēzija
Ultraskaņas vibrācija var likt suspendētajām daļiņām gāzē un šķidrā vidē pārvietoties ar dažādu ātrumu, palielinot fāzes sadursmes iespēju; vai izmantojot stāvviļņus, lai tie tiecas pret antinodiem, tādējādi notiek aglomerācijas process. Šajā kategorijā ietilpst putekļu savākšana dūmvadā un mākslīgais lietus.
Mehāniskā griešanas darbība
Pateicoties lielajam ultraskaņas vibrācijas paātrinājumam un kavitācijas un akustiskās korozijas iedarbībai, var veikt īpašu un precīzu cietu un trauslu materiālu (dārgakmeņu, keramikas, stikla, magnētiskā tērauda u.c.) apstrādi.
Smash
Augstas intensitātes ultraskaņas impulsu izmantošana var sasmalcināt nierakmeņus un žultsakmeņus organismā, nesabojājot mīkstos audus.
