随着超声技术的愈发成熟，功率超声产品已在机械、化工生产、医疗生物、航空航天、海洋等方面获得普遍使用。超声波反应釜作为一种新型化工生产容器，具有其独特的优点。它通过内部声学系统在液体中产生的空化作用，能够促进化学反应物之间的分散、混合和反应，提高反应效率。目前我国研制的超声波反应釜大多为低频单级的、非连续的，不能在工业生产中广泛使用。本论文提出一种高频、连续式超声波反应釜，能够实现在线连续工作。本课题的主要研究内容分为以下几个方面：　　（1）本文首先介绍了课题的研究背景，阐明了超声波反应釜的国内外研究现状及其主要应用领域，最终提出了本文的主要研究内容。　　（2）研究了超声波反应釜声学系统加速化学反应的机理。超声波反应釜声学系统之所以能够加快反应速度，提高工作效率，根本原因在于超声空化作用。对空化作用时产生的空化核、空化阀值、空化气泡运动和空化冲击波强度等关键要素进行了理论研究，分析了影响超声空化作用的因素。　　（3）研究了超声波反应釜内声场声压分布。基于瑞利积分公式推导，建立了压电换能器中心线上和中心线外任一点的声压模型。利用Matlab进行了仿真分析，清楚了超声波反应釜内部声场声压分布情况。针对15kHz、20kHz、25kHz三种不同频率的声场叠加效果进行了模拟。　　（4）设计了超声波反应釜的总体结构。研究了超声波发生器阻抗匹配和频率自动跟踪技术。声学系统设计是整个结构设计的重点，运用解析法和有限元法设计了声学系统各部件。为了避免横向振动，将工具头设计成不同的截面并不断修正得到理想的结构尺寸。　　（5）基于声学系统结构设计尺寸，建立其三维结构模型，并利用有限元分析软件Ansys分别对变幅杆、工具头以及两者的装配体进行模态分析，确定了它们的固有频率和模态振型，从理论上验证声学系统设计的合理性。针对阶梯型变幅杆截面处尺寸突变产生应力集中的问题，对阶梯型变幅杆进行了结构优化设计。　　（6）对系统进行测试与实验。利用阻抗分析仪对制造完成的声学系统进行测试，并利用激光位移传感器对工具头进行振幅测试。为验证声学系统的空化作用效果，将声学系统放置于装满清水的透明玻璃缸内进行实验。　　（7）最后总结全文，并对超声波反应釜未来发展方向提出展望。