现有关于超声破乳的大部分研究局限于宏观超声波原油破乳规律研究,对超声驻波场破乳机理研究较少,尚未形成系统的理论体系。本文利用自主设计的超声驻波场高速显微实验系统与宏观破乳实验系统,结合理论分析实验研究了驻波场作用下单液滴的悬浮特性、群液滴的条带特性以及乳状液破乳特性。本文主要研究内容和结论如下:研究了超声驻波场作用下单液滴的悬浮特性。理论阐释了液滴声悬浮的机理,分析了液滴悬浮需要满足的条件。利用超声驻波场高速显微实验系统记录分析单液滴悬浮过程,发现悬浮过程包括两个阶段:瞬态运动与稳态静止。提取单液滴悬浮位置为关键特征参数,系统研究了液滴半径、声压振幅及油水密度比对单液滴悬浮位置的影响规律。研究结果表明:不同频率下液滴半径对液滴的悬浮位置没有影响;液滴的悬浮存在临界悬浮声压,低于临界悬浮声压液滴无法实现悬浮;不同声波频率下,随着声压振幅的增加液滴的悬浮位置逐渐接近压力波节;不同声波频率下液滴的悬浮位置随密度比的增加呈线性关系减小。研究了群液滴在声驻波场中的条带特性。提取群液滴条带关键特征参数,即条带间距与条带形成时间。条带间距只与声波频率有关,液滴条带间距约等于声波的半波长。利用MATLAB条带图像处理程序计算不同条件下条带的形成时间,探究了声强、液滴粒径、油品粘度及油水界面张力对条带形成时间的影响规律。研究结果表明:随声波频率的增加,可以形成液滴条带的声强范围扩大;条带的形成存在最大允许声强,且最大允许声强随频率的增加而增大;液滴平均粒径越小,油品粘度越高,形成液滴条带需要的时间越长;油水界面张力对条带的形成时间几乎没有影响。研究了驻波场作用下乳状液的破乳特性。定义脱水率与相对脱水率为超声破乳效果的评价参数,研究了声强、频率、声辐照时间、表面活性剂浓度、油品粘度及含水率对乳状液脱水效果的影响规律。研究结果表明:不同频率的超声驻波脱水存在最佳辐照声强;高频声波在高声强下产生声流,低频声波则产生声空化导致脱水效率降低;脱水率随声辐照时间的增加而增大,存在最优辐照时间使得相对脱水率最大;脱水率随乳状液表面活性剂浓度增加而减小,高浓度表面活性剂下相对脱水率较高;脱水率随油品粘度的增加而减小,存在最优粘度使得相对脱水率最大;随初始含水率增加,脱水率增大而相对脱水率减小。