初級聲輻射力

更新時(shí)間：2024-03-22

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　　當聲波在其自身上反射時(shí)，反射波可以疊加形成所謂的聲駐波。這種波的特征是局部高壓區域發(fā)生構造疊加，稱(chēng)為壓力波腹，局部壓力最小區域發(fā)生破壞性干擾，稱(chēng)為壓力節點(diǎn)。

　　當駐波場(chǎng)持續存在于含有食物顆粒或水滴的介質(zhì)中時(shí)，如果流體與顆粒材料之間存在聲阻抗不匹配，則波將被顆粒部分地散射。波的散射將產(chǎn)生所謂的初級聲輻射力。這種力作用于粒子和液滴，該力作用在顆粒和液滴上，使得它們根據聲學(xué)對比系數向駐波的節點(diǎn)或波腹移動(dòng)。聲學(xué)對比系數取決于粒子及其周?chē)橘|(zhì)的密度和壓縮性。

　　對比系數可以用：

　　其中ρ是密度，β是壓縮性，下標l和p分別表示液體介質(zhì)和顆粒。當對比系數為正時(shí)，粒子向駐波壓力節點(diǎn)移動(dòng)；當對比系數為負時(shí)，粒子向壓力反方向移動(dòng)。根據經(jīng)驗，密度小于周?chē)后w的食物成分時(shí)，有一個(gè)對比因子促使它們向壓力最大值靠近。那些密度高于周?chē)黧w的將會(huì )被推向壓力最小值。單個(gè)液滴或顆粒在駐波內的壓力節點(diǎn)或波腹上的定位將導致它們快速聚集或合并成較大的實(shí)體。

　　聲輻射力的研究可以追溯到King的工作。他的工作重點(diǎn)是了解球形不可壓縮粒子在聲場(chǎng)中的行為。平面聲波中的可壓縮粒子如下：

　　其中r是粒子半徑，k =2πλ波數，λ是聲波的波長(cháng)，Eac是比能量密度，x是駐波的節點(diǎn)的距離，φ是聲學(xué)對比因子。

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