تأثير التسخين بالموجات فوق الصوتية
عندما تنتشر الموجات فوق الصوتية في الوسط ، بسبب الاحتكاك الداخلي لوسط الانتشار ، سيتم امتصاص جزء من طاقة الموجة الصوتية بواسطة الوسيط وتحويله إلى طاقة حرارية لزيادة درجة حرارة الوسط. بالمقارنة مع طرق التسخين الأخرى ، فإن طريقة التسخين هذه تحقق نفس التأثير. يسمى هذا التأثير لزيادة درجة حرارة الوسط بالتأثير الحراري للموجات فوق الصوتية.
عندما تنتشر الموجات فوق الصوتية في الوسط ، فإن الموجات الصوتية ذات السعة الكبيرة ستشكل موجات صدمة دورية مع سطح موجة سن المنشار ، مما يتسبب في تدرج ضغط كبير على سطح الموجة. يتم امتصاص طاقة الاهتزاز باستمرار وتحويلها إلى حرارة بواسطة الوسيط لزيادة درجة حرارة الوسط. يمكن أن تزيد الطاقة الممتصة من درجة الحرارة الكلية للوسط ودرجة الحرارة المحلية خارج الحدود. في الوقت نفسه ، بسبب الاهتزاز بالموجات فوق الصوتية ، ينتج الوسط تذبذبًا قويًا عالي التردد ، ويدلك المتوسط ضد بعضهما البعض لتوليد الحرارة ، والتي يمكن أن تزيد من درجة حرارة الوسط الصلب والسائل. عندما تخترق الموجات فوق الصوتية واجهة وسيطين مختلفين ، يكون ارتفاع درجة الحرارة أكبر. وذلك لأن الممانعة المميزة على الواجهة مختلفة ، مما يؤدي إلى انعكاس ، وتشكيل موجة واقفة ، مما يسبب الاحتكاك بين الجزيئات والتسخين.
يمكن أن ينتج عن العمل الحراري للموجات فوق الصوتية شكلين من التأثيرات الحرارية. أحدهما هو التأثير الحراري الناتج عن الموجات المستمرة ، والآخر هو التأثير الحراري اللحظي. يرجع التأثير الحراري للموجة المستمرة إلى امتصاص الوسط وفقدان الاحتكاك الداخلي. يتسبب العمل المستمر للموجات فوق الصوتية خلال فترة زمنية معينة في ارتفاع درجة الحرارة في منطقة المجال الصوتي للوسط. يشير التأثير الحراري اللحظي بشكل أساسي إلى درجة الحرارة العالية الفورية الناتجة عن إغلاق فقاعة التجويف.
الآلية الحرارية للموجات فوق الصوتية لها الجوانب التالية:
يحدث الانتقال عندما يمر الاهتزاز بالموجات فوق الصوتية عبر الوسط ؛
يتم تقليص النقطة المتوسطة بشكل دوري ، بحيث يحدث مركز زيادة درجة الحرارة في مرحلة ضغط الموجات فوق الصوتية ؛
تتشكل عند حدود الأنسجة المختلفة. بسبب التقسيم الطبقي للأنسجة والممانعات العازلة المختلفة ، سيتم إنشاء الانعكاسات وسيتم تشكيل الموجات الواقفة ، مما يتسبب في حركة نسبية بين الجزيئات لتوليد الاحتكاك وتشكيل الحرارة. في ذلك الوقت ، ستكون هناك زيادة في درجة الحرارة المحلية في الموضع المقابل لعكس الموجة الواقفة. .
من بين هذه العوامل ، يعد امتصاص الوسط هو العامل الرئيسي لتكوين الحرارة.
نظرًا لعدم وجود مادة يمكنها تحويل كل طاقة الصوت إلى طاقة ميكانيكية وطاقة كيميائية ، فإنها ستولد حرارة أكثر أو أقل ، وبالتالي فإن التأثير الحراري هو خاصية فريدة من سمات الموجات فوق الصوتية. يمكن أن يتجلى التأثير الحراري للموجات فوق الصوتية في التسخين الكلي الناتج عن الموجات فوق الصوتية ، والتدفئة الموضعية عند الحدود ، والتدفئة المحلية لجبهة الموجة عند تكوين موجة الصدمة ، وما إلى ذلك.
