【摘 要】
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声空化气泡内的高温、高压和高密度是液体中声处理的机理和基础.本文简要回顾了国内外声空化理论和实验研究的进展,重点分析了当前在液体中进行工业规模声处理等声能应用方面的现状和存在的问题.针对此问题,提出了扩大声能应用的一种可能途径-尝试对声空化的空间分布进行控制并在实验室内开展了初步的实验研究.结果表明该方法具有可行性.基于这一方法,设计了一种可用于提高沉析纤维浆泊叩解度和介电强度的声处理样机,中试结
【机 构】
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中国科学院声学研究所超声技术中心,北京,100190
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声空化气泡内的高温、高压和高密度是液体中声处理的机理和基础.本文简要回顾了国内外声空化理论和实验研究的进展,重点分析了当前在液体中进行工业规模声处理等声能应用方面的现状和存在的问题.针对此问题,提出了扩大声能应用的一种可能途径-尝试对声空化的空间分布进行控制并在实验室内开展了初步的实验研究.结果表明该方法具有可行性.基于这一方法,设计了一种可用于提高沉析纤维浆泊叩解度和介电强度的声处理样机,中试结果表明该样机适用于工业规模的浆粕处理.最后,对当前声处理在工业上的应用前景进行了初步探讨.
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文章给出了一种在负载条件下测量功率超声设备输出振幅的办法,该方法主要利用了径向振动与纵向振动的线性关系,通过傅里叶变换,间接的测定负载条件下的输出振幅,最终在频谱上判定负载下输出振幅的大小.本方法可以有效的解决原本无法测量的负载振幅大小,对超声换能器在大功率下的性能判定以及驱动电源的稳定性有较大的帮助.
本文推导了径向极化压电陶瓷薄圆管纵向振动的等效电路.通过对压电方程的简化,得到径向极化压电陶瓷薄圆管的电路状态方程式和机械振动方程式,并得到梅森等效电路.再由边界自由条件得到共振频率与反共振频率方程,最后用有限元进行模拟,证明了理论推导的正确性.梅森等效电路可以方便的分析压电换能器的工作状态与性能,为压电换能器的设计提供理论依据.
本文提出了一种新型结构的夹心式切向极化复合压电超声换能器,该换能器由切向极化的压电陶瓷圆管和内外金属圆管在径向复合而成.利用有限元软件,仿真研究了金属材料及几何尺寸对换能器径向振动的影响.
研究了一种液哨式机械声空化发生器,探讨了液哨簧片长度对声空化声强的影响,并通过循环冷却水系统,探究了液哨的杀菌效果.实验结果表明,液哨簧片的适宜长度为17mm.液哨声空化对异养菌有明显的杀灭作用,最高可达12.7％,具有进行大规模水处理的应用前景.
文章给出了一种用超声波辅助制备石墨烯的设备,该方法主要利用了超声波在液体中会产生空化作用,通过空化作用产生大量能量,从而达到分散液体中固体颗粒的效果.本设备可以有效的减少石墨烯或氧化石墨烯溶液在液体中的层数,从而达到使用效果.
溶液结晶技术在许多领域有着广泛的应用,其中结晶成核是溶液结晶的关键环节.本文以无水α-葡萄糖为研究对象,采用双频复合超声强化糖液结晶成核,对单频和双频作用的晶核形态进行了对比.研究结果表明:在同等条件下,双频复合超声提高了成核速率,同时得到粒度均匀的晶核,双频复合超声具有协同作用.双频复合超声强化溶液成核是一种快速、高效、节能的方法.
鉴于微反应器体积小、两相流形均匀可控等优点，超声微反应器能有效调控声场和气泡场、实现均匀可控的声化学过程。将超声微反应器应用于气液传质、液液混合强化以及固体堵塞物的清除，都产生了显著的强化效果。可以预见，超声微反应器对于液液两相分散、各种声化学反应过程也会有明显的促进作用。
在空间上，每个换能器的最佳谐振点是不相同的，如果工作在一个固定的频率点上，振板每个区域的振动强度是有很大区别的，一个固定的工作频率也使超声波在清洗液的传递中产生大量的驻波区域。在时间上，随着各种环境条件的变化，谐振点的变化也是非常明显的。总结：超声波清洗机工作在一个固定频率点有很大局限性，使清洗机的清洗效果大打折扣。通过让超声波发生器输出的工作频率点在一定范围内进行周期性的变化。如以上的25KHz
以豌豆淀粉为原料,过氧化氢为氧化剂,硫酸亚铁为催化剂,在超声作用下制备豌豆氧化淀粉.研究反应pH、超声时间、过氧化氢添加量、硫酸亚铁用量、超声功率对淀粉氧化度的影响.结果表明,羧基含量随着反应时间和过氧化氢添加量的增加而增加,但增长趋势渐趋平缓;而随着pH、超声功率和硫酸亚铁添加量的增加,羧基含量呈现先增加再降低的趋势.在反应pH 为6.0,反应时间90 min,过氧化氢用量9％,硫酸亚铁用量0.
木薯淀粉资源丰富,但其结构和一些性能缺陷限制了其广泛应用.将超声技术应用于木薯淀粉的氧化改性,对制得氧化淀粉的性质进行了研究,并与木薯原淀粉、非超声法制得氧化淀粉的性质进行比较分析.结果表明:与原淀粉相比,氧化淀粉的溶解度、透明度、白度分别增加了4.55 倍,3.38 倍以及1.23％;凝沉性降低了99.0％.相同条件下,采用超声技术可以明显提高氧化淀粉的性质,使氧化淀粉的溶解度、透明度、白度分别