在食品行业及医疗行业中,压缩空气是使用较为广泛的一种动力能源。但压缩空气中含有大量的油雾、水雾,会给设备及工艺用气造成极大的危害,因此对气体除杂的研究具有非常重要的意义。本文对水雾超声凝聚过程进行了仿真与实验研究,为压缩空气中的除杂提供了可行的路径和方法。首先,本文分析了声场对水雾的夹带作用,发现了夹带理论的局限性,从而对水雾在驻波场中的受力进行了分析,得到水雾在驻波场中的运动轨迹状态。最终使用流体力学凝聚理论解释了相同粒径微粒发生凝聚的原因并进行了动力学和凝聚效果的分析。结果表明,无声场条件下水雾凝聚效果最差,普通声场条件下同向凝聚理论适用,凝聚效果一般,驻波场条件下流体力学理论和同向凝聚理论同时适用,所以凝聚效果最好,温度、频率、声压级的变大有助于水雾微粒的凝聚,而压力的变大则效果相反。随后,本文采用COMSOL软件建立了水雾凝聚的物理模型,得到了微粒在驻波场和无声场条件下的运动轨迹和凝聚效果。使用MINTAB软件进行析因设计,探究了温度、频率、声压级、压力对凝聚效果的影响规律。本文通过81组仿真实验和空白对比得出与理论分析一致的结论,从而证明了理论分析的正确性。然后,对超声凝聚实验台进行了设计,重点对其中的超声波部分的变幅杆工具头使用ANSYS Workbench软件进行了模态分析和谐响应分析,设计误差小于5%,符合设计的标准,应力大小没有超过材料的应力极限,设计性能有所保障。使用SOLIDWORKS和CAXA软件对管道、反射板进行了设计,对管道和变幅杆、工具头进行了加工,完成实验台的设计。最后,结合初步实验发现的问题对实验方法进行了改进,得出了总体的实验方案。针对驻波场鉴定、粒径检测、凝聚效率检测提出了对应的解决方法。通过实验得出,驻波场的凝聚效果最好,普通声场较差,无声场时基本没有凝聚效果,实验结果和仿真结果相符,液体凝聚的流体力学理论可行。