Ultrazvučni učinak grijanja
Kada se ultrazvučni valovi razmnožavaju u mediju, zbog unutarnjeg trenja medija za razmnožavanje, medij će apsorbirati dio energije zvučnog vala i pretvoriti u toplinsku energiju kako bi se povećala temperatura medija. U usporedbi s drugim metodama grijanja, ova metoda grijanja postiže isti učinak. Ovaj učinak povećanja temperature medija naziva se toplinski učinak ultrazvuka.
Kada se ultrazvučni valovi razmnožavaju u mediju, zvučni valovi velike amplitude formirat će povremene udarne valove s površinom valne površine piljevine, uzrokujući veliki gradijent tlaka na površini vala. Vibracijska energija se kontinuirano apsorbira i pretvara u toplinu od strane medija kako bi se povećala temperatura medija. Apsorbirana energija može povećati ukupnu temperaturu medija i lokalnu temperaturu izvan granice. U isto vrijeme, zbog ultrazvučnih vibracija, medij proizvodi snažnu visokofrekventnu oscilaciju, a medij se trlja jedan o drugi kako bi generirao toplinu, što može povećati temperaturu čvrstog i tekućeg medija. Kada ultrazvučni valovi prodiru u sučelje dva različita medija, porast temperature je veći. To je zato što je karakteristična impedancija na sučelju različita, što će uzrokovati refleksiju, stvarajući stojeći val, uzrokujući trenje između molekula i grijanja.
Toplinsko djelovanje ultrazvuka može proizvesti dva oblika toplinskih učinaka. Jedan je toplinski učinak koji proizvode kontinuirani valovi, a drugi je trenutni toplinski učinak. Toplinski učinak kontinuiranog vala posljedica je apsorpcije srednjeg i unutarnjeg gubitka trenja. Kontinuirano djelovanje ultrazvuka u određenom vremenskom razdoblju uzrokuje porast temperature u području zvučnog polja medija. Trenutni toplinski učinak uglavnom se odnosi na trenutnu visoku temperaturu nastalu zatvaranjem kavitacijskog mjehurića.
Toplinski mehanizam ultrazvuka ima sljedeće aspekte:
Prijelaz se događa kada ultrazvučne vibracije prolaze kroz medij;
Srednja točka se povremeno ugovara, tako da se centar za povećanje temperature javlja u fazi kompresije ultrazvučnog vala;
Formira se na granici različitih tkiva. Zbog raslojavanja tkiva i različitih dielektričnih impedancija, stvorit će se refleksije i formirati stojeći valovi, uzrokujući relativno kretanje između molekula kako bi se stvorilo trenje i formirala toplina. Tada će doći do lokalnog porasta temperature na odgovarajućem položaju antinode stajaćeg vala. .
Među tim čimbenicima, apsorpcija medija je glavni čimbenik za stvaranje topline.
Budući da ne postoji tvar koja može pretvoriti svu zvučnu energiju u mehaničku energiju i kemijsku energiju, ona će generirati toplinu više ili manje, tako da je toplinski učinak jedinstvena karakteristika ultrazvuka. Toplinski učinak ultrazvuka može se manifestirati kao cjelokupno grijanje uzrokovano ultrazvukom, lokalno grijanje na granici, lokalno zagrijavanje valne fronte kada se formira udarni val i tako dalje.
