Ултразвуков отоплителен ефект
Когато ултразвуковите вълни се разпространяват в средата, поради вътрешното триене на средата за разпространение, част от енергията на звуковата вълна ще се абсорбира от средата и ще се преобразува в топлинна енергия, за да се повиши температурата на средата. В сравнение с други методи за отопление, този метод на отопление постига същия ефект. Този ефект от повишаване на температурата на средата се нарича топлинен ефект на ултразвука.
Когато ултразвуковите вълни се разпространяват в средните, звуковите вълни с големи амплитуда ще образуват периодични ударни вълни с повърхност на трион вълна, причинявайки голям градиент на налягането на повърхността на вълната. Енергията на вибрациите се абсорбира непрекъснато и се превръща в топлина от средата, за да се повиши температурата на средата. Погълнатата енергия може да повиши общата температура на средата и местната температура извън границата. В същото време, поради ултразвуковите вибрации, средата произвежда силно високочестотно трептене и средата се трие един срещу друг, за да генерира топлина, което може да повиши температурата на твърдата и течна среда. Когато ултразвуковите вълни проникват в интерфейса на две различни медии, повишаването на температурата е по-голямо. Това е така, защото характерният импеданс на интерфейса е различен, което ще доведе до отражение, образувайки изправена вълна, причинявайки триене между молекулите и нагряването.
Топлинното действие на ултразвука може да доведе до две форми на топлинни ефекти. Едното е топлинният ефект, който се получава от непрекъснати вълни, а другият е моментният термичен ефект. Топлинният ефект на непрекъснатата вълна се дължи на абсорбцията на средата и на вътрешната загуба на триене. Непрекъснатото действие на ултразвука в рамките на определен период от време води до повишаване на температурата в областта на звуковото поле на средата. Моментният термичен ефект се отнася главно до моментната висока температура, генерирана от затварянето на кавитационния балон.
Топлинният механизъм на ултразвука има следните аспекти:
Преходът се случва, когато ултразвукови вибрации преминават през средата;
Средната точка се свива периодично, така че центърът за повишаване на температурата се получава във фазата на компресиране на ултразвуковата вълна;
Тя се формира на границата на различни тъкани. Поради стратификацията на тъканите и различните диелектрични импеданси ще се генерират отражения и ще се образуват постоянни вълни, което води до относително движение между молекулите, за да се генерира триене и формиране на топлина. По това време ще има повишаване на температурата на местно ниво в съответното положение на стоящата вълна антинод. .
Сред тези фактори, абсорбцията на средата е основният фактор за образуване на топлина.
Тъй като няма вещество, което да преобразува цялата звукова енергия в механична енергия и химическа енергия, тя ще генерира топлина повече или по-малко, така че топлинният ефект е уникална характеристика на ултразвука. Топлинният ефект на ултразвука може да се прояви като общото нагряване, причинено от ултразвук, локалното нагряване на границата, локалното нагряване на фронта на вълната, когато се образува ударната вълна и т.н.
