Effet chauffant ultrasonique
Lorsque les ondes ultrasonores se propagent dans le milieu, en raison du frottement interne du milieu de propagation, une partie de l'énergie des ondes sonores sera absorbée par le milieu et convertie en énergie thermique pour augmenter la température du milieu. Par rapport à d'autres méthodes de chauffage, cette méthode de chauffage obtient le même effet. Cet effet d'augmentation de la température du milieu est appelé effet thermique des ultrasons.
Lorsque les ondes ultrasonores se propagent dans le milieu, des ondes sonores de grande amplitude forment des ondes de choc périodiques avec une surface d'onde en dents de scie, provoquant un gradient de pression important à la surface de l'onde. L'énergie de vibration est continuellement absorbée et convertie en chaleur par le milieu pour augmenter la température du milieu. L'énergie absorbée peut augmenter la température globale du milieu et la température locale à l'extérieur de la limite. Dans le même temps, en raison des vibrations ultrasonores, le support produit une forte oscillation à haute fréquence et le support se frotte les uns contre les autres pour générer de la chaleur, ce qui peut augmenter la température du support solide et fluide. Lorsque les ondes ultrasonores pénètrent à l'interface de deux milieux différents, l'élévation de température est plus importante. En effet, l'impédance caractéristique sur l'interface est différente, ce qui provoquera une réflexion, formant une onde stationnaire, provoquant une friction entre les molécules et un échauffement.
L'action thermique des ultrasons peut produire deux formes d'effets thermiques. L'un est l'effet thermique produit par les ondes continues, et l'autre est l'effet thermique instantané. L'effet thermique de l'onde continue est dû à l'absorption du milieu et aux pertes de charge internes. L'action continue des ultrasons pendant une certaine période de temps provoque une élévation de température dans la zone de champ sonore du milieu. L'effet thermique instantané se réfère principalement à la haute température instantanée générée par la fermeture de la bulle de cavitation.
Le mécanisme thermique des ultrasons a les aspects suivants :
La transition se produit lorsque des vibrations ultrasonores traversent le milieu ;
Le point milieu se contracte périodiquement, de sorte que le centre de montée en température se produit dans la phase de compression de l'onde ultrasonore ;
Il se forme à la limite de différents tissus. En raison de la stratification des tissus et des différentes impédances diélectriques, des réflexions seront générées et des ondes stationnaires se formeront, provoquant un mouvement relatif entre les molécules pour générer de la friction et former de la chaleur. À ce moment-là, il y aura une augmentation de température locale à la position correspondante du ventre de l'onde stationnaire. .
Parmi ces facteurs, l'absorption du milieu est le principal facteur de formation de chaleur.
Parce qu'il n'y a pas de substance qui puisse convertir toute l'énergie sonore en énergie mécanique et en énergie chimique, elle générera plus ou moins de chaleur, de sorte que l'effet thermique est une caractéristique unique des ultrasons. L'effet thermique des ultrasons peut se manifester par l'échauffement global provoqué par les ultrasons, l'échauffement local à la frontière, l'échauffement local du front d'onde lors de la formation de l'onde de choc, etc.
