Os efeitos da vibração ultrassônica - calor e cavitação

O ultrassom de alta potência pode ter efeitos diferentes no processo (às vezes, nem mesmo efeitos úteis), então é importante entender os possíveis efeitos e suas causas. Estes são os principais (possíveis) impactos:

Febre

Vibração mecânica de alta energia pode ser facilmente convertida em calor por meio de fricção de interface entre diferentes componentes ou amortecimento dentro do material (fricção interna). Esse efeito é utilizado na soldagem, onde a eficiência de soldagem de plásticos e metais é alta porque o calor é gerado exatamente onde é necessário - na superfície a ser conectada. Esse impacto também pode ser uma limitação - o que estamos falando é a perda de potência causada pela conversão de energia em calor dentro e na interface entre transdutores, boosters e geradores ultrassônicos.

Cavitação

Sempre que a pressão ambiental diminui, o ponto de ebulição do líquido também diminui. Se a pressão cair o suficiente, o líquido começará a ferver sem aquecimento (porque o ponto de ebulição cai abaixo da temperatura ambiente). Quando essa situação ocorre dentro de uma pequena faixa, pequenas bolhas são formadas devido à redução da pressão local - isso é chamado de cavitação. Pode ocorrer em líquidos submetidos à vibração ultrassônica ou em áreas de baixa pressão geradas por outros movimentos (como hélices de navios). A maioria dos efeitos não é causada pela formação de bolhas de vapor, mas por sua destruição. A área de baixa pressão é altamente localizada e muda constantemente (para ondas estacionárias ultrassônicas, o tempo entre as pressões mais baixas e mais altas é geralmente de 10 a 25 microssegundos). Bolhas só podem existir quando a pressão é baixa - elas são muito instáveis ​​quando a pressão é alta, então elas entrarão em colapso violentamente, gerando instantaneamente enormes temperaturas e pressões. Claro, o colapso de cada bolha ocorre dentro de um volume muito pequeno no nível microscópico, mas sob um campo ultrassônico forte e uniforme, milhões de bolhas em todo o líquido se formarão e se quebrarão milhares de vezes por segundo, afetando assim as características gerais do líquido. Este efeito tem sido utilizado em sonoquímica e limpeza ultrassônica. Milhões de campos ultrassônicos uniformes em todo o líquido se formarão e se quebrarão milhares de vezes por segundo, de modo que podem afetar as características gerais do líquido. Este efeito tem sido utilizado em sonoquímica e limpeza ultrassônica. Milhões de campos ultrassônicos uniformes em todo o líquido se formarão e se quebrarão milhares de vezes por segundo, de modo que podem afetar as características gerais do líquido. Este efeito tem sido utilizado em sonoquímica e limpeza ultrassônica.