Ultralydenergi virker på mediet, noe som vil få partiklene til å vibrere i høy hastighet og produsere mekaniske endringer som hastighet, akselerasjon, lydtrykk og lydintensitet, og dermed forårsake mekaniske effekter. Ultralyd er en form for mekanisk energiutbredelse, som er relatert til bølgeprosessen og vil produsere en lineær effekt av vibrasjon. Når ultralydbølgen forplanter seg i mediet, selv om amplituden til partikkelforskyvningen er liten, er akselerasjonen av partikkelen forårsaket av ultralydbølgen veldig stor.
Hvis 20kHz, 1W/cm2 ultralydbølgen forplanter seg i vann, er lydtrykkamplituden generert av den 173kPa, noe som betyr at lydtrykkamplituden må endres 20.000 ganger mellom positiv og negativ 173kPa per sekund, og den maksimale partikkelakselerasjonen Opp til 14400km/s2, som er ca. 1500 km/s2, tyngdekraften raskt skiftende mekanisk bevegelse er den mekaniske vibrasjonseffekten av kraftultralyd.
Når ultralydmediet ikke er et jevnt lagdelt medium (som biologisk vev, menneskekropp, etc.), vil den akustiske impedansen til hvert lag med media føre til at de reflekterte lydbølgene reflekterer og danner en stående bølge. Antinodene og nodene til den stående bølgen forårsaker trykk og spenning og akselerasjonsendringer. Siden massen av forskjellige mediepartikler (som biomolekyler) er forskjellig, er vibrasjonshastigheten forårsaket av trykkendringen forskjellig, og trykkendringen forårsaket av den relative bevegelsen mellom mediepartiklene er en annen årsak til den ultralydmekaniske effekten. De mekaniske effektene ved bruk av ultralyd bør behandles (perforering, kutting, komprimering, overflateforsterkning, sveising, rengjøring, polering og fjerning av uønskede filmer og smuss, etc.), og brukes også til å akselerere dispergering, homogenisering, emulgering og knusing, sterilisering og andre prosesser.
Den mekaniske effekten av ultralyd har blitt mye brukt i produksjonen, og eksempler er som følger.
Mekanisk agitasjon
Ultralyd høyfrekvent vibrasjon og strålingstrykk kan danne effektiv agitasjon og strømning i gass og væske. Den sterke strålen og den lokale mikro-rushstrømmen som genereres av kavitasjonsboblevibrasjonen på den faste overflaten kan svekke overflatespenningen og friksjonen til væsken betydelig, og ødelegge det vedlagte laget av faststoff-væske-grensesnittet, slik at det ikke kan nå den vanlige lavfrekvente mekaniske omrøringen. effekt. Denne effekten er det fysiske grunnlaget for påføring av medikamenter gjennom menneskelig hud, skjønnhetsprodukter på menneskelig hud, ultralydavgassing, mat og kosmetisk utjevning og foredling.
Interdiffusjon
Trykket og høytemperatureffekten av ultralydvibrasjon og kavitasjon brukes til å fremme gjensidig penetrasjon av molekyler mellom to væsker, to faste stoffer eller væske-faststoff og væske-gass-grensesnitt for å danne nye materialegenskaper. Ultralydsveising av metaller eller plast, ultralydsemulgering, rengjøring, atomisering kan klassifiseres som slike effekter.
Homogeniser
Etter at kavitasjonsboblene er lukket, kan den lokale sjokkbølgen knuse partiklene i væsken for å gjøre den fin; gjør krystallen ensartet; spre de store og ujevne melkedråpene til små ensartede midler (som medisinske kontrastmidler, kreftbehandlingsmidler, etc.); Det kan til og med inkludere trombolyse og andre effekter.
Samhold
Ultralydvibrasjoner kan få de suspenderte partiklene i gassen og flytende medium til å bevege seg med forskjellige hastigheter, noe som øker sjansen for fasekollisjon; eller ved å bruke stående bølger for å få dem til å tendere mot antinodene, og dermed oppstår en agglomerasjonsprosess. Støvoppsamling i røykkanalen og kunstig regn faller inn i denne kategorien.
Mekanisk kuttehandling
På grunn av den store akselerasjonen av ultralydvibrasjoner og effekten av kavitasjon og akustisk korrosjon, kan spesiell og presis behandling av harde og sprø materialer (edelstener, keramikk, glass, magnetisk stål, etc.) utføres.
Smash
Bruk av høyintensive ultralydpulser kan knuse nyrestein og gallestein i kroppen uten å skade bløtvev.
