初級聲輻射力

更新時間：2024-03-22

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　　當聲波在其自身上反射時，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生構造疊加，稱為壓力波腹，局部壓力最小區域發生破壞性干擾，稱為壓力節點。

　　當駐波場持續存在于含有食物顆粒或水滴的介質中時，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，使得它們根據聲學對比系數向駐波的節點或波腹移動。聲學對比系數取決于粒子及其周圍介質的密度和壓縮性。

　　對比系數可以用：

　　其中ρ是密度，β是壓縮性，下標l和p分別表示液體介質和顆粒。當對比系數為正時，粒子向駐波壓力節點移動；當對比系數為負時，粒子向壓力反方向移動。根據經驗，密度小于周圍液體的食物成分時，有一個對比因子促使它們向壓力最大值靠近。那些密度高于周圍流體的將會被推向壓力最小值。單個液滴或顆粒在駐波內的壓力節點或波腹上的定位將導致它們快速聚集或合并成較大的實體。

　　聲輻射力的研究可以追溯到King的工作。他的工作重點是了解球形不可壓縮粒子在聲場中的行為。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，Eac是比能量密度，x是駐波的節點的距離，φ是聲學對比因子。

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