超声作用下碳酸钙晶体的形态变化

为了解超声场对碳酸钙晶体形态的影响,揭示其作用机制,采用自行设计的超声设备(40 kHz,0.88W/cm2)来处理不同过饱和度的碳酸钙溶液,并比较有、无超声作用的碳酸钙晶体的形态和大小.研究结果表明:超声空化效应所产生的微观热量不仅能促进过饱和溶液中碳酸钙晶核的形成,迅速降低溶液的过饱和度,还能改变碳酸钙晶体的形态;经超声处理的碳酸钙过饱和溶液中形成了大量微小的碳酸钙晶体,其中绝大部分为文石,少量为细小方解石,它们长时间悬浮在溶液中;超声的机械效应对碳酸钙晶体形态的影响甚微.     

换热设备的超声防垢机理

通过探讨成垢晶体的结晶动力学过程和超声波对形成的CaCO3晶体形状和大小的影响,揭示了超声波防除积垢的机理．研究表明,超声处理可以缩短溶液中晶体的成核诱导期,提高晶核的生成速度,在溶液中迅速生成大量的微晶悬浮于溶液主体,晶粒长大速度减慢,成垢晶体不易沉积在管壁上。从而减少了积垢的形成．同时,超声的空化与机械作用增大了积垢在溶液中的溶解度,破坏了已形成的积垢。使其松软脱落．超声波还能改变生成的CaCO3晶体的形状及大小,改变形成的积垢的堆积形状,从而起到防垢的目的．工厂试验也表明。超声波防除积垢装置不但可以防止积垢的形成,而且可以有效地除去已形成的积垢,提高了蒸发系统的传热系数与蒸发强度,平均防垢率迭76．4％．     

变幅杆式超声波声场分布测量

以某钢厂180 t钢包为原型,在钢包水模内进行超声场空化强度及声场分布分析;采用金属薄膜腐蚀法,测量研究超声空化强度及其分布,从空化角度对形成的声场分布进行探讨。实验结果表明:超声波空化场在工具杆周围以径向辐射为主,在工具杆底端的空化场呈圆锥状分布;在超声搅拌的过程中,空化泡群产生在超声波的波腹位置,产生后沿任意方向作直线运动,在运动的过程中伴随着空化泡的聚集、长大、崩溃等过程,正是因为这些剧烈的变化以及崩溃过程产生的微射流改善搅拌效果。     

变幅杆式超声波声场分布测量

以某钢厂180 t钢包为原型,在钢包水模内进行超声场空化强度及声场分布分析;采用金属薄膜腐蚀法,测量研究超声空化强度及其分布,从空化角度对形成的声场分布进行探讨。实验结果表明:超声波空化场在工具杆周围以径向辐射为主,在工具杆底端的空化场呈圆锥状分布;在超声搅拌的过程中,空化泡群产生在超声波的波腹位置,产生后沿任意方向作直线运动,在运动的过程中伴随着空化泡的聚集、长大、崩溃等过程,正是因为这些剧烈的变化以及崩溃过程产生的微射流改善搅拌效果。     

超声空化场热释放现象的实验研究

在1.65MHz、3W/cm2的超声空化场中,沿垂直声波辐射方向插入高分子材料ABS等试验板,板面上即刻出现熔化现象:超声空化场的一种热释放。若使这种空化场形成超声喷泉,其热释放的效果更加明显。采用圆柱形套管和圆锥形套管对这种超声喷泉进行聚束喷射,还可加剧这种热释放。作者认为,大量空化泡塌陷、爆裂时的高温声冲流和高压冲击波是使这种低导热系数试验板热变熔化的主要机制。超声喷泉中隐含的空化集中作用,以及聚束状态下附加的空化集中作用和声能密度的增加,则进一步增强了这种热释放。     

谱分析法与改进电导率法测量超声空化强度

随着超声化学的发展,超声空化强度的定性和定量测量已成为一个热点问题.实验中对电导率法进行改进,排除了温度升高的影响,将其与谱分析法相结合测量超声空化场强度,并利用荧光法对该方法进行了验证.结果表明,改进的电导率法、谱分析法和荧光法结果具有一致性,验证了改进电导率法的有效性.之后将该方法用于测量不同超声频率和反应器形状对...     

超声空化场的致热机制及其聚束喷射时的致热速率

分析表明,超声空化泡崩溃时的高温声冲流和高压冲击波是使塑料致热熔融的机制.采用圆锥形和圆柱形玻璃管对单束超声空化场聚束喷射时,致热速率明显加大,这是因为空化泡在声辐射压力作用下聚集于喷射空化场前峰区的密度得以提高,因而增强了空化集中的致热效果.     

静电场描绘实验原理浅析

以相似理论为基础,重点分析静电场与电流场的相似条件,给出在静电场描绘实验中以电流场模拟静电场的理论依据.     

超声强化亚临界CO_2萃取的动力学模型及机理

为了研究超声强化亚临界CO2萃取的机理,说明超声对亚临界CO2萃取的传质强化效果,借助萃取动力学模型对实验数据进行了拟合,并通过超声空化阈值的理论计算,得到亚临界CO2的空化阈值随温度和压力的变化,同时结合超声空化的验证实验,探讨了超声在亚临界CO2中的空化情况.结果表明:动力学方程能够较好地拟合萃取实验结果,模型方程中有无超声的E∞和k值的差异也证实了超声对亚临界CO2萃取有明显的传质强化效果;相对较高的温度和较低的压力更有利于超声空化效应的产生;亚临界CO2在理论计算不可能出现超声空化的条件下同样存在空化效应,此现象尚无合理的解释;超声强化亚临界CO2萃取的机理包括空化效应和强化传质.     

基于频谱分析方法的超声空化场三维重建及其分布

超声空化是声化学反应的主动力,采用水听器对超声清洗槽内的超声空化场进行定量测量,通过频谱分析对声场能量进行分离,并利用非线性能量来表征空化能量,再通过MATLAB软件对测量结果进行三维重建,该方法同时具备了定量性和直观性两种优势.同时,通过图形用户界面(GUI)对程序进行封装,增强了该方法的可操作性.基于此方法,进一步研究了液体中超声空化场的三维分布情况,并对其分布规律进行了探讨,从而为声化学反应提供了理论指导.     

基于MATLAB的超声空化场表征与三维可视化

超声空化场强度逐点扫描的测量方法耗时耗力,不利于其应用,铝箔腐蚀法廉价易得,操作简单,对空化场影响小,但定量性差．以铝箔腐蚀法测定超声清洗槽中的空化强度,铝箔样品干燥后经扫描仪采集黑白图像,导入MATLAB软件图像处理系统,编写程序提取腐蚀点位置,统计腐蚀区域占整体区域的面积比,以腐蚀面积比大小衡量超声空化强弱程度实现测量结果的量化．构造三维腐蚀面积比数据集,以不同颜色代表不同腐蚀强度将数据绘制于三维坐标系内,可实现超声空化场可视化,任意平面内空化场强度分布图可通过切片技术获得．将超声空化场表征结果进行切片分析,得到单换能器空化场分布规律的同时验证表征方法的可靠性,为超声强化过程机理研究奠定分析基础．     

水听器法测量功率超声振动珩磨空化声场分布

为了直接、简便地研究功率超声振动珩磨作用下的空化效应,对其声场建立数学模型,采用水听器对功率超声振动空化声场参数进行了定点测量,对数学模型所得到的仿真结果进行验证。为了研究流体介质中超声空化声场的分布情况,采用水听器法对不同功率与不同种类液体介质中的辐射超声场进行了多点声压测量。通过对比试验数据分析发现,声波沿换能器截面方向成对称分布,沿换能器轴向方向随距离的增加而衰减;不同种类的液体介质也会影响声压的分布以及空化效应的强弱。该方法可以直观的评价超声振动珩磨作用下的空化声场的强度和分布情况,对后续研究超声珩磨的空化泡动力学行为以及对超声振动珩磨装置的优化设计具有一定的实际应用价值。     

静电场与表面活性剂对液-液体系相间传质动力学特性的影响

在Lewis传质池外部施加不同方向的静电场激励,研究反萃传质体系Cu2 -HDEHP-CCl4/H2O在改变相主体搅拌速率、体系添加十二烷基硫酸钠、聚乙二醇辛基苯基醚、十六烷基三甲基溴化铵等条件时的传质动力学特性.研究发现:无静电场激励时,添加十二烷基硫酸钠可提高传质速率42.0%,但添加聚乙二醇辛基苯基醚降低传质速率45.5%,添加十六烷基三甲基溴化铵降低传质速率19.8%;无表面活性剂时,不同方向的静电场均显著加速传质过程,正向静电场增幅达到114%;在垂直静电场作用下,体系添加聚乙二醇辛基苯基醚传质速率降低28.0%;在减速静电场作用下,体系添加十六烷基三甲基溴化铵传质速率降低16.0%;但体系添加十二烷基硫酸钠时,传质速率均被加速,最高达64.0%;提高搅拌速率不仅可以影响相间流体力学层,还可以改变相间分散层结构.     

静电场场位关系的分析

本文分析了静电场中电场强度与电势的两种关系,给出确定静电场中电场强度的简便方法.     

染色法测量超声空化场研究

简易、形象地评定声空化强度与分布是功率超声技术应用中的重要技术.本文利用染色法测量侧置换能器清洗水槽中声空化场,通过改变功率,对多种染色载板的染色效果加以比较,给出3种适合不同功率情形使用的染色载板,并提出染色法最佳观测时间和最佳观测方法.同时,研究了变频条件下清洗水槽中的空化分布.结果表明,连续变频下获得均匀的空化场.染色法能形象描述超声清洗设备和声化学反应器中的声空化分布,并且具有简单、直观、经济、可信度高的优点,是一种实际可行的声空化定性评价方法.     

超声-Fenton高级氧化降解淀粉废水的研究

采用超声与Fenton高级氧化技术联合处理实际高浓度玉米淀粉废水,超声波与Fenton试剂联合作用时,在超声波的作用下,极短时间(10μs)内形成空化气泡会发生空化现象.由于玉米淀粉浓度较高,在超声作用时有机物更容易发生碰撞,产生较多的自由基,使玉米淀粉废水中的有机物得到降解.最终达到较好的去除效果.通过单独超声实验得到最佳的超声时间为150 min,超声波频率为45 kHz,超声波功率为200 W,pH值为3;通过超声与超声-H2O2联合的对比实验,得出H2O2最佳投加量为40 mmol/L;通过单独加入Fenton试剂与超声-Fenton联合的对比实验,得出FeSO4最佳投加量为8 mmol/L.在最佳参数条件下,超声-Fenton法处理高浓度玉米淀粉废水,其COD去除率可达到92%.     

用线性边界元分析二维静电场问题

从二维拉普拉斯方程的积分解和线性插值函数出发，推导出二维静电场边值问题的线性单元的边界元方程及电位、场强计算公式。编制用线性边界元法分析了二维静电场边值问题计算程序，并对几个算例进行了计算。所获得的计算结果与相关文献中所报道的数据吻合较好，表明该方法的有效性；同时还分析计算了十字形内导体圆外导体特种同轴传输线的电位、场强和特性阻抗。     

高压静电场诱变黑曲霉的实验研究

探讨了直流高压静电场对黑曲霉存活率、酶活、诱变率、菌落形态和菌体生长速度的影响.结果表明:高压直流静电场对黑曲霉A3的作用效果极其显著.在同一场强作用下,随着处理时间的增长,相对存活率单调下降;在同一处理时间作用下,随着场强的增大,相对存活率呈非单调性变化.在场强为4.4 kV/cm,处理时间为2 min的条件下,相对存活率最高达到237.5%,正变率最高达到15%,酶活比对照提高15%;在场强为5.6 kV/cm,处理时间为2 min的条件下,相对存活率达到125%,正变率达到8%,酶活最高,比对照提高24%.经高压静电场处理的菌落形态大而饱满,菌体生长速度明显加快.