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超声场的作用及应用探究

时间:2023-07-02 理论教育 版权反馈
【摘要】:超声波在介质中传播时,介质质点振动的频率很高,因而能量很大,产生的作用也很多,如机械作用、空化作用、热学作用等。超声引起的媒质质点运动,虽然位移和速度不大,但与超声振动频率平方成正比的加速度却很大,有时会超过重力加速度的数万倍,足以对媒质造成机械效应,甚至达到破坏媒质的作用。超声的热学作用在工业生产和医疗卫生行业都得到了广泛的应用。此外,超声还具有化学作用、对生物作用等。

超声场的作用及应用探究

超声波可以应用到很多领域,在工矿业、农业医疗等各个部门都有着广泛的应用。理论研究表明,在振幅相同的情况下,一个物体振动的能量跟振动频率的二次方成正比。超声波在介质中传播时,介质质点振动的频率很高,因而能量很大,产生的作用也很多,如机械作用、空化作用、热学作用等。

1)机械作用

超声波在传播过程中,会引起媒质质点交替的压缩与伸张,形成压力变化,从而引起机械效应。超声引起的媒质质点运动,虽然位移和速度不大,但与超声振动频率平方成正比的加速度却很大,有时会超过重力加速度的数万倍,足以对媒质造成机械效应,甚至达到破坏媒质的作用。

2)空化作用(www.xing528.com)

在流体动力学中,空化作用是指存在与液体中的微气泡在声场的作用下振动,当声压达到一定值,气泡迅速膨胀,然后突然闭合,在气泡闭合时产生冲击波,这种膨胀、闭合、振荡等一系列动力学过程称之为声空化。空化时,气泡闭合产生的冲击波强度很大,局部压力可达上千个大气压,因此空化可以产生巨大的作用。

3)热学作用

超声波在媒质中传播过程中被媒质吸收,发生能量交换;同时由于超声振动,使得媒质产生高频振动,媒质间相互摩擦而发热,从而使得媒质温度升高。超声在穿过两种不同媒质界面时,由于分界面上的特性阻抗不同产生反射,形成驻波,引起分子间的相对摩擦而发热。超声的热学作用在工业生产医疗卫生行业都得到了广泛的应用。此外,超声还具有化学作用、对生物作用等。

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