Efeito de aquecimento ultrassônico
Quando as ondas ultrassônicas se propagarem no meio, devido ao atrito interno do meio de propagação, parte da energia de onda sonora será absorvida pelo meio e convertida em energia térmica para aumentar a temperatura do meio. Comparado com outros métodos de aquecimento, este método de aquecimento consegue o mesmo efeito. Este efeito de aumento da temperatura do meio é chamado de efeito térmico do ultrassom.
Quando ondas ultrassônicas se propagam no meio, ondas sonoras de grande amplitude formarão ondas de choque periódicas com uma superfície de onda de dente-de-serra, causando um grande gradiente de pressão na superfície da onda. A energia vibração é continuamente absorvida e convertida em calor pelo meio para aumentar a temperatura do meio. A energia absorvida pode aumentar a temperatura geral do meio e a temperatura local fora do limite. Ao mesmo tempo, devido à vibração ultrassônica, o meio produz forte oscilação de alta frequência, e o meio se esfrega uns contra os outros para gerar calor, o que pode aumentar a temperatura do meio sólido e fluido. Quando ondas ultrassônicas penetram na interface de duas mídias diferentes, o aumento da temperatura é maior. Isso porque a impedância característica na interface é diferente, o que causará reflexão, formando uma onda de pé, causando atrito entre moléculas e aquecimento.
A ação térmica do ultrassom pode produzir duas formas de efeitos térmicos. Um é o efeito térmico produzido por ondas contínuas, e o outro é o efeito térmico instantâneo. O efeito térmico da onda contínua deve-se à absorção da perda de atrito médio e interno. A ação contínua do ultrassom dentro de um determinado período de tempo causa um aumento de temperatura na área de campo sonoro do meio. O efeito térmico instantâneo refere-se principalmente à alta temperatura instantânea gerada pelo fechamento da bolha de cavitação.
O mecanismo térmico do ultrassom tem os seguintes aspectos:
A transição ocorre quando a vibração ultrassônica passa pelo meio;
O ponto médio é contraído periodicamente, de modo que o centro de aumento de temperatura ocorra na fase de compressão da onda ultrassônica;
É formado no limite de diferentes tecidos. Devido à estratificação dos tecidos e às diferentes impedâncias dielétricas, serão geradas reflexões e ondas permanentes, fazendo com que o movimento relativo entre as moléculas gere atrito e formando calor. Nesse momento, haverá um aumento de temperatura local na posição correspondente do antinode de onda em pé. .
Entre esses fatores, a absorção do meio é o principal fator para a formação de calor.
Como não há substância que possa converter toda a energia sonora em energia mecânica e energia química, ela vai gerar calor mais ou menos, de modo que o efeito térmico é uma característica única do ultrassom. O efeito térmico do ultrassom pode ser manifestado como o aquecimento geral causado pelo ultrassom, o aquecimento local na fronteira, o aquecimento local da frente de onda quando a onda de choque é formada, e assim por diante.
