Вплив ультразвукової вібрації - тепло та кавітація
Ультразвук високої потужності може по-різному впливати на процес (іноді навіть не мати корисного ефекту), тому важливо розуміти можливі наслідки та їх причини. Ось основні (можливі) наслідки:
Лихоманка
Механічну вібрацію високої енергії можна легко перетворити на тепло через тертя між різними компонентами або затухання всередині матеріалу (внутрішнє тертя). Цей ефект використовується під час зварювання, де ефективність зварювання пластмас і металів є високою, оскільки тепло генерується саме там, де воно потрібне – на поверхні, яку потрібно з’єднати. Цей вплив також може бути обмеженням - ми говоримо про втрату потужності, спричинену перетворенням енергії на тепло всередині та на межі між перетворювачами, прискорювачами та ультразвуковими генераторами.
Кавітація
Щоразу, коли тиск навколишнього середовища знижується, температура кипіння рідини також знижується. Якщо тиск впаде достатньо, рідина почне кипіти без нагрівання (оскільки температура кипіння опускається нижче кімнатної). Коли ця ситуація відбувається в невеликому діапазоні, через локальне зниження тиску утворюються маленькі бульбашки - це називається кавітацією. Це може виникнути в рідинах, що піддаються ультразвуковій вібрації, або в зонах низького тиску, створених іншими рухами (наприклад, гвинти кораблів). Більшість ефектів спричинені не утворенням бульбашок пари, а їх руйнуванням. Область низького тиску дуже локалізована і постійно змінюється (для ультразвукових стоячих хвиль час між найнижчим і найвищим тиском зазвичай становить від 10 до 25 мікросекунд). Бульбашки можуть існувати лише за низького тиску - вони дуже нестабільні, коли тиск високий, тому вони різко згортаються, миттєво створюючи величезну температуру та тиск. Звичайно, згортання кожної бульбашки відбувається в дуже малому об’ємі на мікроскопічному рівні, але під сильним і рівномірним ультразвуковим полем мільйони бульбашок у всій рідині утворюються і руйнуються тисячі разів на секунду, таким чином впливаючи на загальну характеристики рідини. Цей ефект був використаний в сонохімії та ультразвуковому очищенні. Мільйони рівномірних ультразвукових полів у всій рідині утворюються та розриваються тисячі разів на секунду, тому вони можуть впливати на загальні характеристики рідини. Цей ефект був використаний в сонохімії та ультразвуковому очищенні. Мільйони рівномірних ультразвукових полів у всій рідині утворюються та розриваються тисячі разів на секунду, тому вони можуть впливати на загальні характеристики рідини. Цей ефект був використаний в сонохімії та ультразвуковому очищенні.
