Ультразвуковые технологии обработки

---

Когда ультразвуковая энергия действует на среде, она приведет к высокоскоростной и точной вибрации частиц, а также создает изменения механических величин, таких как скорость, ускорение, звуковое давление и интенсивность звука, что вызывает механические эффекты. Ультразвуковой является формой передачи механической энергии, которая связана с волновым процессом и вызывает линейный эффект вибрации. Когда ультразвуковая волна распространяется в среде, амплитуда смещения частицы очень мала, но ускорение частицы, вызванному ультразвуком, очень велико.

Если 20 кГц и 1 Вт / см²Ультразвуковая волна распространяется в воде, производится амплитуда на давлении звука составляет 173 кПа, что означает, что амплитуда звукового давления варьируется в 20 000 раз между положительным и отрицательным 173 кПа в секунду. Максимальное ускорение частиц достигает 1440 км / с², который составляет около 1500 раз гравитационного ускорения. Таким образом, интенсивное и быстрое изменение механического движения является мощным ультразвуком. Механический виброэффект.

Когда ультразвуковая среда не является однородной слоистой средой (такой как биологическая ткань, человеческое тело и т. Д.), Различное акустическое сопротивление каждого слоя приведет к тому, что отражение и образование стоячей волны. Живот и узел стоячей волны приведут изменение давления, натяжения и ускорения. Поскольку масса различных средних частиц (например, биологических молекул) отличается, скорость вибрации, вызванная изменением давления, отличается. Изменение давления, вызванное относительным движением средних частиц, является еще одной причиной ультразвукового механического эффекта. Механические эффекты ультразвука должны использоваться для обработки (бурения, резки, уплотнения, укрепления поверхности, сварки, очистки, полировки и удаления нежелательных пленок и грязи и т. Д.) И для ускорения других процессов, таких как дисперсия, гомогенизация, эмульгирование, дробление и стерилизация.

Механическое действие ультразвука широко используется в производстве. Вот некоторые примеры:

Механическое перемешивание

Ультразвуковая высокочастотная вибрация и радиационное давление могут образовывать эффективное перемешивание и поток в газе и жидкости. Сильная струя и локальная микропромысловая промывка, создаваемая кавитационным пузырем вибрацией на твердой поверхности, может значительно уменьшить поверхностное напряжение и трение жидкости и разрушать граничный слой интерфейса твердого жидкости, что достигает эффекта, который обычный низкочастотный Механическая агитация не может достичь. Эта функция представляет собой физическую основу проникновения лекарств, косметическую кожу, ультразвуковую дегазацию, пищевую и косметику и утонченность и утонченность.

Взаимная диффузия

Используя давление и высокие температурные эффекты ультразвуковой вибрации и кавитации, двух видов жидкостей, двух видов твердых веществ или жидкостно-твердого, жидкостного газа, происходят проникновение молекулы, образуя новые материальные свойства. Ультразвуковая сварка металлов или пластмасс, ультразвуковая эмульгирование, очистка и распыление могут быть классифицированы как таковые.

Гомогенизация

Локальная ударная волна, полученная после закрытия кавитационных пузырьков, может сокрушить частицы в жидкости и уточнить их; сделать форму кристаллизации; рассеять большие и неравномерные капли эмульсии в небольших равномерных агентах (таких как медицинские контрастные агенты, агенты лечения рака и т. Д.); И даже включать роль ролики тромба.

Сплоченность

Ультразвуковая вибрация может сделать взвешенные частицы двигаться при разных скоростях в газовых и жидких средах, увеличивают вероятность столкновения или использовать стоячую волну, чтобы они склонны к животу волны, при этом происходит конденсация. Коллекция пыли в дымоходе и искусственном осадке может принадлежать к этой категории.

Механическая резка

Из-за высокого ускорения ультразвуковой вибрации и акустической коррозии кавитации, специальной прецизионной обработки твердых и хрупких материалов (драгоценные камни, керамика, стекла, магниты и т. Д.).

Содействие

Ультразвуковой импульс высокой интенсивности может быть использован для раздавления почек и желчного камня без повреждения мягких тканей.