CavitationUltrasound can generate f

Cavitation
Ultrasound can generate fluid mixing and shear forces through several effects. Primarily, a sound
wave is a wave of low- and high-pressure regions moving through a liquid. The rapid changes
in pressure cause fluid motion referred to as acoustic streaming (Figure 2). However, cavitation
is usually of greater importance in food processing applications. This is the formation of small
bubbles at the points of low pressure in the sound wave. These form because the liquid medium is
incompressible and cannot readily accommodate the rapid changes in system pressure. The sizes
of cavitation bubbles are determined by ultrasound frequency, and a cavitation liquid can contain
many thousands of such bubbles. The bubble size can be roughly estimated by the following
formula:
F · R = 3, (2)
where F is the frequency in MHz, and R is the bubble radius in microns (Leighton 1994).
Once formed, these bubbles can undergo coalescence and breakage events that add to the
general level of fluid mixing. They will also tend to move toward the nodes and antinodes of
the acoustic field, through effects referred to as Bjerknes forces (Leighton 1994). Such bubble
movement is also often referred to as acoustic microstreaming. The bubbles can also slowly grow
through a process referred to as rectified diffusion.
Most importantly, once these bubbles reach a certain size range, often referred to as the
resonance frequency, they will collapse, often violently. This dramatic collapse is referred to as
cavitational collapse and is the major mechanism for the generation of shear forces within the
fluid. Each collapse event can be considered a microscale implosion event of some magnitude.
Indeed, it is estimated that temperatures of 2,000–5,000 K (Suslick et al. 1999) and pressures
of 300–1,200 bar (Sehgal et al. 1979, Kazachek & Gordeychuk 2009) can be generated within
an implosion event. Many food technologists and engineers will be familiar with similar shear
266 Kentish· Feng
Annu. Rev. Foo

Kết quả (Việt) 1:

CavitationSiêu âm có thể tạo ra chất lỏng pha trộn và cắt các lực lượng thông qua một số tác dụng. Chủ yếu, là một âm thanhsóng là một làn sóng của thấp và cao pressure vùng di chuyển qua một chất lỏng. Những thay đổi nhanh chóngáp lực gây ra chất lỏng chuyển động được gọi là âm thanh streaming (hình 2). Tuy nhiên, cavitationthường là tầm quan trọng lớn hơn trong thực phẩm chế biến ứng dụng. Điều này là sự hình thành của nhỏbong bóng tại các điểm áp thấp trong làn sóng âm thanh. Những hình thức bởi vì các vật chứa chất lỏngkhông nén được và không thể dễ dàng thích ứng với những thay đổi nhanh chóng trong hệ thống áp lực. Các kích thướccavitation bong bóng được xác định bởi tần số siêu âm, và có thể chứa các chất lỏng cavitationhàng ngàn bong bóng như vậy. Kích thước của bong bóng có thể được ước tính khoảng bởi sau đâycông thức:F · R = 3, (2)trong đó F là tần số trong MHz, và R là bán kính bong bóng ở micron (Leighton 1994).Sau khi thành lập, các bong bóng có thể trải qua sự kiện coalescence và vỡ, thêm vào cácTổng mức độ chất lỏng pha trộn. Họ cũng sẽ có xu hướng để di chuyển về hướng các nút và antinodes củacác lĩnh vực âm thanh, thông qua các hiệu ứng được gọi là Bjerknes lực lượng (Leighton 1994). Bong bóng như vậyphong trào cũng thường được gọi là âm thanh microstreaming. Các bong bóng có thể cũng chậm phát triểnthông qua một quá trình được gọi là sửa chữa phổ biến.Quan trọng nhất là, một khi các bong bóng đạt được một loạt các kích thước nhất định, thường được gọi là cáctần số cộng hưởng, họ sẽ sụp đổ, thường dữ dội. Sự sụp đổ đầy kịch tính này được gọi làcavitational sụp đổ và cơ chế chính cho các thế hệ của lực lượng cắt trong vòng cácchất lỏng. Mỗi sự kiện sự sụp đổ có thể được coi là một sự kiện nổ microscale một số các cường độ.Thật vậy, nó ước tính rằng nhiệt độ 2.000-5.000 K (Suslick et al 1999) và áp lực300-1.200 thanh (Sehgal et al. 1979, Kazachek & Gordeychuk 2009) có thể được tạo ra trong vòngmột sự kiện nổ. Nhiều kỹ sư công nghệ thực phẩm và kỹ sư sẽ được làm quen với tương tự như cắt266 Kentish· PhongAnnu. Rev Foo

Kết quả (Việt) 2:

Cavitation
siêu âm có thể tạo ra trộn chất lỏng và lực cắt qua nhiều hiệu ứng. Chủ yếu, một âm thanh
sóng là một làn sóng của các vùng thấp và áp suất cao đi qua một chất lỏng. Những thay đổi nhanh chóng
trong chất lỏng chuyển động áp lực gây ra gọi là âm thanh streaming (Hình 2). Tuy nhiên, sự tạo bọt
thường là có tầm quan trọng lớn hơn trong các ứng dụng chế biến thực phẩm. Đây là hình của nhỏ
bong bóng tại các điểm của áp suất thấp trong làn sóng âm thanh. Những hình thức vì môi trường lỏng là
không nén được và không thể dễ dàng thích ứng với những thay đổi nhanh chóng trong áp suất hệ thống. Các kích thước
của trống được xác định bởi tần số siêu âm, và một chất lỏng tạo bọt có thể chứa
hàng ngàn bong bóng như vậy. Các kích thước bong bóng có thể được ước tính khoảng bằng cách sau đây
công thức:
F · R = 3, (2)
. Trong đó F là tần số trong MHz, và R là bán kính bong bóng trong micron (Leighton 1994)
Một khi hình thành, những bong bóng này có thể trải qua sự hợp nhất và các sự kiện vỡ mà thêm vào các
mức độ chung của trộn chất lỏng. Họ cũng sẽ có xu hướng di chuyển về phía nút và antinodes của
lĩnh vực âm thanh, thông qua các hiệu ứng được gọi là lực lượng Bjerknes (Leighton 1994). Bong bóng như vậy
phong trào cũng thường được gọi microstreaming như âm thanh. Các bong bóng cũng có thể chậm phát triển
thông qua một quá trình được gọi là khuếch tán sửa chữa.
Quan trọng nhất là, một khi những bong bóng đạt đến một phạm vi nhất định, thường được gọi là
tần số cộng hưởng, họ sẽ sụp đổ, thường dữ dội. Sụp đổ ấn tượng này được gọi là
sự sụp đổ khí xâm và là cơ chế chủ yếu cho các thế hệ của các lực cắt trong
chất lỏng. Mỗi sự kiện sụp đổ có thể được coi là một sự kiện nổ micro của một số cường độ.
Thật vậy, người ta ước tính rằng nhiệt độ của 2,000-5,000 K (Suslick et al. 1999) và áp lực
của 300-1,200 bar (Sehgal et al. 1979, Kazachek & Gordeychuk 2009) có thể được tạo ra trong
một sự kiện nổ. Nhiều chuyên gia công nghệ thực phẩm và các kỹ sư sẽ được làm quen với cắt tương tự như
266 Kentish · Phong
Annu. Rev. Foo