声波团聚微粒技术的进展与分析

传统的旋风分离器很难捕集５～１０ｕｍ以下的微粒，目前正在研究微粒声波团聚强化旋风分离技术，以期解决此问题，文中综合论述了国内外声波团聚方面经典的和现代的理论分析及实验方法，通过对冷态下声波团聚微粒的实验，得出了一些有益的结果。     

声波团聚煤飞灰微粒的新数学模型

目的　为了更精确地模拟煤飞灰微粒在声场中的团聚机理,建立一种新的数学模型。方法　结合前人的研究成果,利用分形几何学理论建立新的团聚模型,并用实验结果加以验证。结果　从煤飞灰声波团聚的实验中发现,团聚后的煤飞灰微粒具有自相似特征。利用分形模型预测的团聚结果与实验值相吻合。结论　把分形理论应用于微粒团聚的数学模型中,可使煤飞灰微粒在声场中团聚的数学模拟有较高的精度。     

声波团聚煤飞灰微粒的新数学模型

为了更精确地模拟煤飞灰微粒在声场中的团聚机理,建立一种新的数学模型。方法结合前人的研究成果,利用分形几何学理论建立新的团聚模型,并用实验结果加以验证,结果从煤飞灰声波团聚的实验中发现,团聚后的煤飞灰微粒具有自相似特征。     

基于分形的超细颗粒声波团聚数值模拟

利用声波团聚同向合并作用模型和气溶胶团聚动力学方程,分别对考虑和不考虑团聚体分形特性下的超细固体颗粒声波团聚效果进行了模拟．将模拟结果和实验进行了对比,例如在与实验相同的条件下。经过声波作用3s后,不考虑和考虑团聚体分形的团聚颗粒平均半径的模拟结果分别为1．44μm和7．89μm,而实验值为7．50μm,这表明不考虑分形时模拟结果和实验值相差很大,而考虑分形特性的团聚模拟结果和实验值符合较好．在此基础上进一步数值模拟了声场强度、声波频率、颗粒质量浓度等参数在考虑分形的条件下对团聚效果的影响,结果表明,团聚效果随颗粒质量浓度线性增加。随声波强度呈指数增加,对声波频率则存在一个团聚效果最佳的频率值．     

声波与其他方法联合作用脱除细颗粒物的研究进展

声波团聚可作为一种有效降低可吸入颗粒物污染的预处理措施.针对现有声源条件下,单一的声波团聚作用对细颗粒物的清除效率较低且能耗较大的缺点,分析采用声波团聚联合其他方法共同作用来高效脱除细颗粒物.分别阐述种子颗粒、喷雾、蒸汽相变联合声波团聚作用的团聚机理及实验装置,具体分析了3种联合作用提高声波团聚效率的理论依据及影响因素,对比了3种联合作用的优缺点及适用范围,丰富了声波团聚理论,并彰显了联合声波团聚的优势.此外,提出联合声波团聚的研究方向,为高效脱除细颗粒物、降低环境污染提供了更好的途径.     

超细颗粒物超声波团聚的影响因素

搭建了声波团聚模拟试验台架,选取中高声强的超声波作为声源,以燃烧产生的气溶胶模拟发动机的排气颗粒,利用扫描电迁移率颗粒物粒径谱仪测量了初始颗粒物参数以及团聚时间对声波团聚效率的影响.结果表明:该试验条件下,频率20kHz的声波对粒径10~487nm的颗粒具有团聚作用;声波作用时间延长,颗粒团聚效率提高,18s是该研究条件下比较理想的团聚时间;初始颗粒物浓度峰值对应的粒径越大,声波团聚效率越高,最高团聚效率能达到82.4%;初始颗粒数浓度越高,声波团聚效率越高,最高团聚效率在初始颗粒物峰值浓度粒径附近取得.     

离子型磁性液体中磁性微粒的TEM分析

将磁性粒子体积分数ψ为１５％和１０％的两种ＣｏＦｅ２Ｏ４离子型磁性液体静置半年后，ψ为１５％的磁性液体中沉积产生，ＴＥＭ分析表明，静置后的两种磁性液体的磁性微粒在物相成分，粒度分布上基本相同，差别表现在团聚程度上－ψ。为１５％的磁性微粒大量团聚，而ψ为１０％的磁性微粒则只有少数团聚，可见，团聚是造成ψｖ为１５％的磁性液体出现沉淀的主要原因。     

CoFe2O4磁性液体冰冻前后的磁性

 介绍了Massart法制备CoFe2O4磁性液体的方法。用X射线衍射仪、透射电子显微镜测量CoFe2O4微粒的结构、粒径，表明微粒粒径呈对数正态分布，平均粒径为12.76nm，平均晶粒粒径为11.15nm。利用振动样品磁强计，在室温下测量CoFe2O4微粒的磁化曲线和体积分数为1%、1.2%、1.5%的磁性液体冰冻前后的磁化曲线。结果表明，磁性液体饱和磁化强度明显小于等量磁性微粒的饱和磁化强度?准VMps，冰冻后磁性液体的饱和磁化强度大于冰冻前磁性液体的饱和磁化强度。其原因是，磁性液体中存在块状、链状、环状团聚体，其中块状和环状团聚体导致饱和磁化强度降低；在磁性液体冰冻过程中，由于水分子的作用环状团聚体破裂成链，使压缩参数?酌变大，导致冰冻后磁性液体饱和磁化强度增大。     

Ni-Fe氧化物复合磁性纳米微粒及其磁性液体的磁化性质

 用共沉淀法制备了Ni-Fe氧化物复合磁性纳米微粒,并采用Massart法合成了无表面活性剂的离子型磁性液体。用X射线衍射仪（XRD）、X射线能谱仪（EDX）、X射线光电子能谱仪（XPS）、透射电子显微镜（TEM）分别对其微粒结构及粒径进行分析,并用HH-15振动样品磁强计（VSM）测量了磁性微粒和磁性液体的磁化强度,分别用Langevin理论和类气压缩模型对磁性液体磁化曲线进行拟合。实验结果表明,Langevin理论曲线与实验曲线有较大偏差,而类气压缩模拟的曲线与实验曲线拟合的较好,且压缩参数γ随磁性液体体积分数的增大而增大。应用场致团聚效应解释了Ni₂O₃/γ-Fe₂O₃磁性液体的磁化性质。     

基于LBM的颗粒声波尾流效应数值研究

为了确定颗粒放置角度和声波频率对声波尾流效应的影响,采用二维格子Boltzmann方法模拟了两个颗粒物在声场中的沉降,发现了与试验结果相似的音叉轨迹,验证了该方法与计算模型用于声波尾流模拟的正确性。然后模拟了在忽略重力情况下两个颗粒在声场中由于尾流效应影响而产生的团聚或者排斥现象。研究结果表明,在水平正弦声场作用下,不同声场方向夹角的颗粒之间会产生吸引或者排斥作用,夹角处于0°～35°区间内的颗粒在水平方向上存在吸引作用,35°～90°区间内存在排斥作用,在水平方向上的吸引作用强于排斥作用;夹角处于0°～38°区间内的颗粒在垂直方向上存在吸引作用,38°～90°区间内存在排斥作用,在垂直方向上的吸引作用远小于排斥作用;声场频率会对尾流团聚速度产生影响,声场频率越大,团聚时间越长,团聚速度越小。