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超聲波熱效應

更新時間：2024-03-22

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　　超聲波在媒質(zhì)中傳播時，由于傳播介質(zhì)存在著內(nèi)摩擦，部分的聲波能量會被介質(zhì)吸收轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮軓亩姑劫|(zhì)溫度升高，此種升溫方式與其他加熱方法相比達到同樣的效果，從而這種使媒質(zhì)溫度升高的效應稱之為超聲的熱作用。

　　超聲波在媒質(zhì)中傳播時，大振幅聲波會形成鋸齒形波面的周期性激波，在波面處造成很大的壓強梯度。振動能量則不斷破媒質(zhì)吸收轉(zhuǎn)化為熱量而使媒質(zhì)溫度升高，吸收的能量可升高媒質(zhì)的整體溫度和邊界外的局部溫度。同時，由于超聲波的振動，使媒質(zhì)產(chǎn)生強烈的高頻振蕩，介質(zhì)間相互摩擦而發(fā)熱，這種能能使固體、流體媒質(zhì)溫度升高。超聲波在穿透兩種不同介質(zhì)的分界面時，溫度升高值更大，這是由于分界面上特性阻抗不同，將產(chǎn)生反射，形成駐波引起分子間的相互摩擦而發(fā)熱。

　　超聲波的熱作用能產(chǎn)生兩種形式的熱效應。一是連續(xù)波產(chǎn)生的熱效應，二是瞬時熱效應。連續(xù)波的熱效應是由于媒質(zhì)的吸收及內(nèi)摩擦損耗，一定時間內(nèi)的超聲連續(xù)作用，使媒質(zhì)中聲場區(qū)域產(chǎn)生溫升。瞬時熱效應主要指空化氣泡閉合產(chǎn)生的瞬間高溫。

　　超聲波的熱機制的機理有以下幾個方面：

　　1.超聲振動通過媒質(zhì)時發(fā)生轉(zhuǎn)變；

　　2.媒質(zhì)質(zhì)點由周期性的收縮，以致引起溫度增高中心發(fā)生在超聲波的壓縮相位中；

　　3.在不同組織分界部分形成，由于組織分層，介質(zhì)阻抗不同，將產(chǎn)生反射，形成駐波，引起分子間相對運動產(chǎn)生摩擦而形成熱，那時在駐波腹相應的位置上就有局部溫度增高。

　　在這些因素中，介質(zhì)的吸收為熱形成的主要因素。

　　因為沒有任何物質(zhì)可以將聲能全部轉(zhuǎn)化成機械能及化學能，都會或多或少地產(chǎn)生熱量，因此熱效應是超聲波所*的特性。超聲波的熱效應可以表現(xiàn)為由于超聲所引起的整體加熱、邊界處的局部加熱、形成激波時波前的局部加熱等。