Ultrasonik ısıtma etkisi
Ultrasonik dalgalar ortamda yayıldığında, yayılma ortamının iç sürtünmesi nedeniyle, ses dalgası enerjisinin bir kısmı ortam tarafından emilecek ve ortamın sıcaklığını artırmak için ısı enerjisine dönüştürülecektir. Diğer ısıtma yöntemleriyle karşılaştırıldığında, bu ısıtma yöntemi aynı etkiyi sağlar. Ortamın sıcaklığını artırmanın bu etkisine ultrasonun termal etkisi denir.
Ultrasonik dalgalar ortamda yayıldığında, büyük genlikli ses dalgaları testere otopsu dalga yüzeyi ile periyodik şok dalgaları oluşturacak ve dalga yüzeyinde büyük bir basınç gradyan neden olacaktır. Titreşim enerjisi sürekli olarak emilir ve ortamın sıcaklığını artırmak için ortam tarafından ısıya dönüştürülür. Emilen enerji, ortamın genel sıcaklığını ve sınırın dışındaki yerel sıcaklığı artırabilir. Aynı zamanda, ultrasonik titreşim nedeniyle, ortam güçlü yüksek frekanslı salınım üretir ve orta, katı ve akışkan ortamın sıcaklığını artırabilen ısı üretmek için birbirine sürtünür. Ultrasonik dalgalar iki farklı ortamın arayüzüne nüfuz ettiğinde, sıcaklık artışı daha büyüktür. Bunun nedeni, arayüzdeki karakteristik empedansın farklı olmasıdır, bu da yansımaya neden olur, ayakta bir dalga oluşturur, moleküller ve ısıtma arasında sürtünmeye neden olur.
Ultrasonun termal etkisi iki tür termal etki üretebilir. Biri sürekli dalgaların ürettiği termal etki, diğeri ise anlık termal etkidir. Sürekli dalganın termal etkisi, orta ve iç sürtünme kaybının emiliminden kaynaklanmaktadır. Ultrasonun belirli bir süre içinde sürekli etkisi, ortamın ses alanı alanında sıcaklık artışına neden olur. Anlık termal etki esas olarak kavitasyon balonunun kapanmasıyla oluşan anlık yüksek sıcaklığı ifade eder.
Ultrasonun termal mekanizması aşağıdaki yönlere sahiptir:
Ultrasonik titreşim ortamdan geçtiğinde geçiş gerçekleşir;
Orta nokta periyodik olarak kasılır, böylece sıcaklık artış merkezi ultrasonik dalganın sıkıştırma aşamasında meydana gelir;
Farklı dokuların sınırında oluşur. Dokuların tabakalaşması ve farklı dielektrik empedanslar nedeniyle yansımalar oluşturulacak ve ayakta dalgalar oluşarak moleküller arasında sürtünme ve ısı oluşturma arasında göreceli hareketin oluşmasına neden olacaktır. O zaman, duran dalga antinotunun ilgili konumunda yerel bir sıcaklık artışı olacaktır. .
Bu faktörler arasında ortamın emilimi ısı oluşumu için ana faktördür.
Tüm ses enerjisini mekanik enerjiye ve kimyasal enerjiye dönüştürebilecek bir madde olmadığından, az çok ısı üretecektir, bu nedenle termal etki ultrasonun benzersiz bir özelliğidir. Ultrasonun termal etkisi, ultrasonun neden olduğu genel ısıtma, sınırdaki yerel ısıtma, şok dalgası oluştuğunda dalga cephesinin lokal ısınması vb.
