功率超声的五个基本作用

(1)线性的交变振动作用,它是由于媒质在一定频率和声强的超声作用下
做受迫振动,而媒质的质点位移、速度、加速度以及应力等分别达到一定数值而
产生的一系列超声效应。
(2)振幅声波在媒质中传播会形成锯齿形波面的周期性激波,在波面处造
成很大的压强梯度,因而能产生局部高温高压等一系列特殊反应。
(3)振动的非线性会引起相互靠近的伯努利力,由黏度的周期性变化引起
的直流平均黏滞力等等,这些直流力可以说明一些定向作用、滑聚作用等力学效应。
(4)声空化作用,这是只能在液体媒质中出现的一种重要的基本作用。

在液体中,当超声强度超过液体的空化阈值时,液体中会产生大量的气泡。小气泡
将随超声振动而逐渐生长和胀大,然后突然崩溃和分裂,分裂后的气泡又不断地
长大和溃灭,这一物理现象称为声空化。小气泡迅速崩溃时在气泡内产生高温高
压,并且由于气泡周围的液体高速冲入气泡而在气泡附近的液体中产生强烈的局
部激波,也形成了局部的高温高压,从而产生了一系列的效应。虽然这只是在局
部范围内的瞬时作用,但由于波动频率很高,那么它对整个系统也势必产生显著作用。
(5)声流作用,超声在液体中传播时产生有限振幅衰减使液体内从声源处
开始形成一定的声压梯度,导致液体的流动,在高能超声情况下,当声压幅超过
定值时,液体中可以产生一个流体的喷射。此喷流直接离开超声变幅杆的端面
并在整个流体中形成环流,这便是声流。声流是环流与紊流的结合,因此声流不
仅可明显提高温度场的均匀性,而且对颗粒具有微观的搅拌作用。

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