ผลกระทบของการสั่นสะเทือนแบบอัลตราโซนิค - ความร้อนและการเกิดโพรงอากาศ

คลื่นอัลตราซาวนด์กำลังสูงอาจส่งผลต่อกระบวนการต่างๆ ได้แตกต่างกัน (บางครั้งอาจไม่มีประโยชน์ใดๆ เลย) ดังนั้นจึงควรทำความเข้าใจถึงผลกระทบที่อาจเกิดขึ้นและสาเหตุต่างๆ ผลกระทบหลัก (ที่อาจเกิดขึ้นได้) มีดังนี้

ไข้

การสั่นสะเทือนทางกลที่มีพลังงานสูงสามารถแปลงเป็นความร้อนได้อย่างง่ายดายผ่านแรงเสียดทานที่ส่วนต่อประสานระหว่างส่วนประกอบต่างๆ หรือการหน่วงภายในวัสดุ (แรงเสียดทานภายใน) ผลกระทบนี้ใช้ในการเชื่อม ซึ่งประสิทธิภาพการเชื่อมพลาสติกและโลหะจะสูง เนื่องจากความร้อนจะเกิดขึ้นตรงจุดที่ต้องการพอดี นั่นคือบนพื้นผิวที่จะเชื่อมต่อ ผลกระทบนี้อาจเป็นข้อจำกัดได้เช่นกัน สิ่งที่เรากำลังพูดถึงคือการสูญเสียพลังงานที่เกิดจากการแปลงพลังงานเป็นความร้อนภายในและที่ส่วนต่อประสานระหว่างตัวแปลงสัญญาณ บูสเตอร์ และเครื่องกำเนิดคลื่นอัลตราโซนิก

การเกิดโพรงอากาศ

เมื่อใดก็ตามที่ความดันของสิ่งแวดล้อมลดลง จุดเดือดของของเหลวก็จะลดลงด้วย หากความดันลดลงมากพอ ของเหลวจะเริ่มเดือดโดยไม่ได้รับความร้อน (เนื่องจากจุดเดือดลดลงต่ำกว่าอุณหภูมิห้อง) เมื่อสถานการณ์นี้เกิดขึ้นในช่วงเล็กๆ จะเกิดฟองอากาศขนาดเล็กเนื่องจากความดันลดลงในบริเวณนั้น ซึ่งเรียกว่าการเกิดโพรงอากาศ อาจเกิดขึ้นในของเหลวที่อยู่ภายใต้การสั่นสะเทือนแบบอัลตราโซนิกหรือในบริเวณที่มีความดันต่ำที่เกิดจากการเคลื่อนไหวอื่นๆ (เช่น ใบพัดเรือ) ผลกระทบส่วนใหญ่ไม่ได้เกิดจากการก่อตัวของฟองอากาศไอน้ำ แต่เกิดจากการทำลายฟองอากาศ บริเวณที่มีความดันต่ำจะอยู่เฉพาะที่และเปลี่ยนแปลงตลอดเวลา (สำหรับคลื่นนิ่งแบบอัลตราโซนิก เวลาระหว่างความดันต่ำสุดและสูงสุดมักจะอยู่ที่ 10 ถึง 25 ไมโครวินาที) ฟองอากาศสามารถเกิดขึ้นได้ก็ต่อเมื่อความดันต่ำเท่านั้น ซึ่งจะไม่เสถียรมากเมื่อความดันสูง ดังนั้นฟองอากาศจะยุบตัวอย่างรุนแรง ส่งผลให้เกิดอุณหภูมิและความดันสูงทันที แน่นอนว่าการยุบตัวของฟองอากาศแต่ละฟองเกิดขึ้นภายในปริมาตรที่เล็กมากในระดับจุลภาค แต่ภายใต้สนามอัลตราโซนิกที่แรงและสม่ำเสมอ ฟองอากาศนับล้านฟองในของเหลวทั้งหมดจะก่อตัวและสลายตัวเป็นพันๆ ครั้งต่อวินาที จึงส่งผลกระทบต่อลักษณะโดยรวมของของเหลว ผลกระทบนี้ได้รับการใช้ในโซโนเคมีและการทำความสะอาดด้วยอัลตราโซนิก สนามอัลตราโซนิกที่สม่ำเสมอนับล้านในของเหลวทั้งหมดจะก่อตัวและสลายตัวเป็นพันๆ ครั้งต่อวินาที จึงส่งผลกระทบต่อลักษณะโดยรวมของของเหลวได้ ผลกระทบนี้ได้รับการใช้ในโซโนเคมีและการทำความสะอาดด้วยอัลตราโซนิก สนามอัลตราโซนิกที่สม่ำเสมอนับล้านในของเหลวทั้งหมดจะก่อตัวและสลายตัวเป็นพันๆ ครั้งต่อวินาที จึงส่งผลกระทบต่อลักษณะโดยรวมของของเหลวได้ ผลกระทบนี้ได้รับการใช้ในโซโนเคมีและการทำความสะอาดด้วยอัลตราโซนิก