Tenaga ultrasonik bertindak pada medium, yang akan menyebabkan zarah bergetar pada kelajuan tinggi dan menghasilkan perubahan mekanikal seperti kelajuan, pecutan, tekanan bunyi, dan keamatan bunyi, seterusnya menyebabkan kesan mekanikal. Ultrasound adalah satu bentuk perambatan tenaga mekanikal, yang berkaitan dengan proses gelombang dan akan menghasilkan kesan linear getaran. Apabila gelombang ultrasonik merambat dalam medium, walaupun amplitud anjakan zarah adalah kecil, pecutan zarah yang disebabkan oleh gelombang ultrasonik adalah sangat besar.
Jika gelombang ultrasonik 20kHz, 1W/cm2 merambat dalam air, amplitud tekanan bunyi yang dihasilkan olehnya ialah 173kPa, yang bermaksud amplitud tekanan bunyi mesti berubah 20,000 kali antara 173kPa positif dan negatif, dan pecutan zarah maksimum Sehingga 1440km/s1500 kali ganda keamatan graviti dan pecutan 1500 kali graviti. pergerakan mekanikal yang berubah dengan cepat adalah kesan getaran mekanikal ultrasound kuasa.
Apabila medium ultrasonik bukan medium berlapis seragam (seperti tisu biologi, badan manusia, dll.), impedans akustik setiap lapisan media akan menyebabkan gelombang bunyi yang dipantulkan memantul dan membentuk gelombang berdiri. Antinod dan nod gelombang berdiri menyebabkan tekanan dan ketegangan Dan perubahan pecutan. Oleh kerana jisim zarah media yang berbeza (seperti biomolekul) adalah berbeza, kelajuan getaran yang disebabkan oleh perubahan tekanan adalah berbeza, dan perubahan tekanan yang disebabkan oleh gerakan relatif antara zarah media adalah sebab lain untuk kesan mekanikal ultrasonik. Kesan mekanikal menggunakan ultrasound harus diproses (penembusan, pemotongan, pemadatan, pengukuhan permukaan, kimpalan, pembersihan, penggilapan, dan penyingkiran filem dan kotoran yang tidak diingini, dsb.), dan juga digunakan untuk mempercepatkan penyebaran, homogenisasi, pengemulsi, dan penghancuran , Pensterilan dan proses lain.
Kesan mekanikal ultrasound telah digunakan secara meluas dalam pengeluaran, dan contohnya adalah seperti berikut.
Pergolakan mekanikal
Getaran frekuensi tinggi ultrasonik dan tekanan sinaran boleh membentuk pergolakan dan aliran yang berkesan dalam gas dan cecair. Aliran tergesa-gesa mikro yang kuat dan tempatan yang dihasilkan oleh getaran gelembung peronggaan pada permukaan pepejal boleh melemahkan tegangan permukaan dan geseran cecair dengan ketara, dan memusnahkan lapisan antara muka pepejal-cecair yang dilampirkan, jadi ia tidak dapat mencapai pergolakan mekanikal frekuensi rendah biasa. kesan. Kesan ini adalah asas fizikal untuk penggunaan dadah melalui kulit manusia, produk kecantikan pada kulit manusia, penyahgas ultrasonik, perataan dan penghalusan makanan dan kosmetik.
Interdifusi
Tekanan dan kesan suhu tinggi getaran ultrasonik dan peronggaan digunakan untuk menggalakkan penembusan bersama molekul antara dua cecair, dua pepejal, atau antara muka cecair-pepejal dan cecair-gas untuk membentuk sifat bahan baharu. Kimpalan ultrasonik logam atau plastik, pengemulsi ultrasonik, pembersihan, pengabusan boleh dikelaskan sebagai kesan sedemikian.
homogenkan
Selepas buih peronggaan ditutup, gelombang kejutan tempatan boleh menghancurkan zarah dalam cecair untuk menjadikannya halus; membuat seragam kristal; taburkan titisan susu yang besar dan tidak sekata kepada agen seragam yang kecil (seperti agen kontras perubatan, agen rawatan kanser, dll.); Ia juga boleh termasuk trombolisis dan kesan lain.
Kesepaduan
Getaran ultrasonik boleh membuat zarah terampai dalam gas dan medium cecair bergerak pada kelajuan yang berbeza, meningkatkan peluang perlanggaran fasa; atau menggunakan gelombang berdiri untuk menjadikannya cenderung kepada antinod, dengan itu proses penggumpalan berlaku. Pengumpulan habuk dalam serombong dan hujan buatan termasuk dalam kategori ini.
Tindakan pemotongan mekanikal
Oleh kerana pecutan hebat getaran ultrasonik dan kesan peronggaan dan kakisan akustik, pemprosesan khas dan tepat bahan keras dan rapuh (permata, seramik, kaca, keluli magnetik, dll.) boleh dilakukan.
Hancurkan
Penggunaan nadi ultrabunyi berintensiti tinggi boleh menghancurkan batu karang dan batu karang dalam badan tanpa merosakkan tisu lembut.
