低强度超声波在生物技术中应用的研究进展

低强度超声波在生物技术中的应用，是一个比较新的热点研究领域。超声波作用的物理机制主要包括机械传质作用、加热作用和空化作用。研究发现低强度超声波可以促进底物分子之间的相互作用，强化反应物进入及生成物离开酶活性中心的过程，提高酶的活性；改变细胞膜的透性，加强物质运输，促进有益物质的生成；提高整个细胞的新陈代谢效率；加速细胞生长；增加细胞膜的透性；有助于细胞对药物的吸收，因而可以将之应用于酶工程、发酵工程、细胞工程以及肿瘤的生物治疗中。文中就有关这方面的研究，在综述了国内外研究进展的基础上，提出了此领域今后的发展趋向。     

超声波在纳米Ni粉制备中的应用

以氨水、N(iNO3)·26H2O为原料,用超声波在微乳液体系(含还原剂)下制备纳米Ni。介绍了超声波的空化作用,重点讨论了影响空化的因素对产物粒度的影响。利用X射线衍射(XDR)、透射电子显微镜(TEM)等对样品的成分、晶体结构、粒度及其分布进行了分析。结果表明:用此法得到的纳米Ni纯度高,粒径分布窄,平均粒径为35nm,粒径范围在30nm～40nm。     

超声波对微细粉体制备的影响的研究

研究在湿法研磨的基础上加入超声波的空化爆破作用及分散作用，尝试用一种超声波空化加机械研磨的方法来制备超细微粉。试验证明，采用这种方法可以制造出纳米级的颗粒，该方法容易实现工业技术。     

超声波处理有机废水的新进展

通过对有机废水的综合分析，介绍了超声波降解有机废水的作用原理和影响因素，比较了采用超声波单独处理法和超声波与催化剂、紫外光、电化学等联用法的不同及其各方法的应用现状，指出了超声波在处理有机废水中的研究机理和领域上潜在的发展空间。     

对接焊缝超声波探伤干扰回波的识别

干扰回波(为缺陷波)，是指荧光屏上出现的并非焊缝中缺陷造成的反射信号。干扰回波的识别对焊缝超声波探伤方面起至关作用。     

茜素紫光度法检测超声波辐照水体系产生的羟自由基

为了了解超声作用与羟自由基产量的关系,利用茜素紫能被羟自由基及过氧化氢(H2O2)所氧化而改变颜色的性质,用紫外-可见分光光度计测定超声作用后茜素紫溶液在515 nm波长处吸光度的变化,从而间接地检测羟自由基的产量.研究结果表明,羟自由基的产量随单位体积超声输出功率增加而增加.在输出体积功率约为12 W/cm3时羟自由基的产量基本达到饱和,同时,在该输出功率下超声波作用产生的羟自由基与超声作用时间呈良好的线性关系.     

超声波染色的实验研究

本课题研究了常温常压下超声波对全毛布料染色的作用．实验表明，与浸泡加机械搅拌染色方法相比，超声波明显优化了天然栀子黄色素染液对全毛布料的染色，达到了上色容易、匀染性好和不易褪色的效果．     

超声波的空化作用在聚合物化工中的应用

综述了超声空化的作用机理,介绍了超声波技术在萃取过程、乳化与破乳、膜过程、聚合物合成方面的应用。     

超声波诱导降解二甲苯的研究

研究了超声波降解水中二甲苯的降解效果,详细探讨了反应容器及沸石、声强、超声时间、H2O2投加量、温度、pH值等因素对降解二甲苯的影响.实验结果表明:二甲苯初始质量浓度为27.6 mg/L,H2O2的质量浓度为1.68 g/L,温度为24±1 ℃时,经141.32 W/cm2声强辐射1 h,其降解率可达99.2%.     

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.     

Affected zone generated around the erosion pit on carbon steel surface at the incipient stage of vibration cavitation

The characteristics of erosion pits on a carbon steel surface were investigated at the incipient stage of cavitation erosion. After a 5-minute experiment performed in an ultrasonic vibration system, needle-like erosion pits appeared on the polished steel surface, and a specially affected zone was formed around the pit. The shape of the pit and the plastic deformation of the affected zone indicate that the me-chanical impaction on the surface is the main reason for the cavitation damage. On the other hand, the iridescent color, the decreased surface hardness and the precipitated carbides on the affected zone prove that the affected zone has experienced a tempering process with the temperature higher than 300℃. The lack of oxygen in the affected zone also proves that it is not a chemical oxygen result. A special phenomenon that a carbon ring forms in the affected zone is explained as a result of the tor- oidal bubbles＇ heating effect at the final stage of the bubble collapse.     

声震法提高煤储层渗透率的实验与机理

为了提高低渗透煤层的渗透率,采用自制的可控声震法煤层气渗流实验系统,实验研究了不加声场和加声场作用下煤样的渗透特性。实验研究得出:当轴向应力和孔隙压力一定时,随围压的增大煤样的渗透率减小;当围压和孔隙压力一定时,在煤样应力应变曲线的初始压密和弹性阶段,渗透率随轴向应力增大而减小。在应变硬化阶段,因试件体积膨胀渗透率随轴向应力增大而增大;在相同轴向应力、围压、孔隙压力条件下,声场作用能提高煤样的渗透率,且渗透率随作用时间的增长而增加。研究结果表明:渗透率与平均有效应力呈负指数关系,声震法提高煤储层渗透率的机理主要源于声波的机械振动和热效应,研究成果为低渗透煤层提高煤层气抽采率探索出一条新的技术和方法。     

气泡体积比对流体中超声声场分布的影响

当超声作用于装有液体的有限容器中时,液体中的气泡对超声波辐射具有一定阻尼作用。通过对流体在超声作用下的声场分布的比较分析,探讨气泡的体积比对流体中超声声场分布的影响。结果表明考虑空化泡在流体中引起的阻尼效应的计算结果与铝箔腐蚀结果比较相符,流体中气泡体积比对流体中超声声场分布有重要影响。在稳态线性声波波动方程基础上作进一步计算的方法只有当流体中的气泡体积比在一定的范围内才可行。     

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。     

超声空化影响因素

在对超声空化的有关理论进行研究的基础上，研究、分析与总结了影响超声空化的液体若干物理参数、声场参数、环境压力等各种因素，为诸如超声空化清洗设备的研究、开发等超声空化技术的实际应用提供有效的帮助。     

施振功率与温度对工业纯铝凝固组织的影响

在工业纯铝的凝固过程中引入超声场,探讨了超声细化晶粒的机理,并具体研究了超声功率、导入声波的熔体温度区间对铸锭凝固组织的影响规律. 实验结果表明:铝熔体经超声处理后,凝固组织均得到显著细化,这主要取决于超声的空化效应和声流效应;超声功率增大时,组织细化程度提高,功率达到170W时细化效果最好,继续增大功率则细化作用减弱;施振温度区间对凝固组织的影响也有相似的规律,在合理的温度导入声波,晶粒能细化到最佳程度.     

基于有限元及有限差分法的超声空化场模拟

基于Commander和Prosperetti的理论,考虑大功率超声场中空化泡作用的阻尼效应,计算了常见矩形槽体内的超声空化场. 为了使计算更接近实际情况,模型的声源边界条件利用通用有限元软件得出. 计算结果与铝箔腐蚀实验结果进行了比较,两结果是一致的. 这对于掌握不同超声场的声场特性和设计高效的超声液体处理设备均具有重要的指导意义.     

在单相介质中超声多普勒效应的应用研究

普通的超声波多勒流量计可测含有固体颗粒或气泡的流体，可在许多条件特殊的流量检测中应用，但不能在单相介质中应用，这极大地限制了它的应用范围．文中提出利用功率超声波激发单相介质流体而产生暂存性散射源，从而解决了这个传统的难题，大大拓展了超声波多普勒流体参量测量技术的应用领域．     

Dynamic solidification of Sn-38.1% Pb eutectic alloy within ultrasonic field

The dynamic solidification of Sn-38.1% Pb eutectic alloy within an ultrasonic field is investigated at a frequency of 35 kHz.As the sample height H is reduced,the effect of ultrasound on macrosegregation becomes more prominent,and the volume fraction of spherical eutectic cells increases correspondingly.When H equals the wavelength λ in liquid alloy,the introduction of ultrasound enlarges the distribution region of the primary (Sn) phase,but reduces the domains of the Sn-Pb eutectic and primary (Pb) phases.Meanwhile,a "dendritic-equiaxed" structural transition occurs in the primary (Sn) phase,and its grain size is significantly reduced within the ultrasonic field.Once H decreases to λ/2 and λ/4,the ultrasonic field promotes crystal nucleation and suppresses further undercooling of the bulk liquid alloy.Theoretical analyses indicate that the local high pressure induced by the cavitation effect and the stirring effect due to acoustic streaming are the main factors dominating the eutectic growth mechanism during dynamic solidification.