超声波金属与陶瓷焊接机

日本ULtex公司正在销售一种自动式超声波金属与陶瓷焊接机.这种焊接机通过发出平行于铝件或陶瓷件焊接表面的超声波振荡,并使振荡波传输到其它焊接表面上,然后在压力作用下将超声波能量转变为焊接能量,从而将铝件和陶瓷件焊接成一体.据介绍,该焊接机的工作压力为几公斤/厘米~2至150公斤/厘米~2,超声波波长为几米到50米,振荡频率为20千赫至40千赫.     

超声波防海生物技术在FPSO上的应用研究

空化效应可以用来去除物件表面的污物和击碎生物表皮细胞,起到对物件表面清洁和灭菌的作用．将这一原理应用在FPSO防海生物方面,提出了相应的设计方案,并在FPSO上进行了实验,结果表明超声波防海生物效果显着。     

聚-表二元驱乳状液制备方法对比分析

为使用室内仪器模拟油田采出液中的乳状液,采用HZS—H水浴振荡器、DE—100L高剪切分散乳化机、JMS-50D分体式变速胶体磨、H2010G电动搅拌器和CQ250超声波处理仪五种方法制备乳状液。O/W型乳状液的目标参数为:含水率为60.0%,油水比为4:6,聚合物浓度为405.5 mg/L,表面活性剂浓度为130.5 mg/L,液滴最佳直径范围为1~5μm,黏度值为2.96 m Pa·s。结果表明:乳化机通过定子和转子对油水相剪切,粒径分布集中在2~20μm之间,最佳液滴尺寸比例为61%,稳定性最好;水浴振荡器能量密度低,通过间接作用力对油水相混合;胶体磨由于产生大量泡沫影响了乳化能力;电动搅拌器能量密度较低,且易混入空气产生泡沫;超声波法需要水作为介质在空化作用下使油水相分散乳化,需要适宜的输入能量。由于作用力方式与输入能量差异,五种方法由好到差的顺序为:高剪切分散乳化机、水浴振荡机、胶体磨、电动搅拌器、超声波处理仪。     

气核含量对空化影响的理论探讨

气核在紊动压强作用下振荡,使其周围水域产生加速度及相应的压力梯度。这一压力梯度产生了气核间的相互作用力。两个气核以相同的节奏振荡时,相互间出现“引力”使之并合成大的气泡。本文在这一基础上建立了紊流场中初生空化数与水中自由气空气含量之间数量关系。这一数学模型得到了试验数据的初步验证。     

超声空化影响因素的数值模拟研究

在超声空化理论基础上,应用Matlab语言,对影响超声空化的各种液体物理参数及声场参数等进行了数值模拟,分析了空化泡崩溃时间与崩溃时泡内最高温度和最大压力的关系.结果表明,空化泡初始半径越大,需要的阈值声压越小;较低的温度和较低的超声波频率能使空化泡产生变得容易;声压幅值较高的超声波能使空化泡运动加剧;空化泡崩溃所用时间随空化泡内蒸汽压增大而变长;空化泡发生崩溃瞬间泡内的最高温度随气体比热比的增加线性增大,崩溃时泡内最大压力随气体比热比增大而减小.这为超声空化效应的研究和实际应用提供了基础理论依据.     

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。     

超声波在拔丝加工中减摩降载作用的研究

为了搞清超声波在拔丝加工中产生降载效应的机理,在自制的超声波拔丝装置上对黄铜丝进行了一系列冷拔加工的实验。结果表明,在模具上施加超声波,可以有效地降低拉拔力,超声波输出功率愈大,拉拔力的降低幅度愈大,在本实验的工况范围内,最大可降低３７％。超声波的降载效果与拔丝速度有关,在相同的超声波功率作用下,拉拔速度愈小,拉拔力的减少幅度愈大。通过对拉拔丝材表面的扫描电镜观察,表明施加超声波还可改善线材的表面质量,减少表层损伤,降低表面粗糙度。提出了一个简化的超声波拔丝拉拔力的计算模型。根据这一模型所得出的超声功率和拔丝速度对拉拔力影响的计算结果与实验结果能较好的吻合,从而初步说明了超声波所产生的减摩降载作用主要是由于模具和线材之间的断续接触和冲击造成的。     

空化过程对核主泵外特性变化的影响与分析

为研究空化发展对核主泵外特性及内部流场的影响,基于连续性方程、雷诺时均N-S方程和RNG k-ε湍流模型,对核主泵模型泵在设计工况下进行全流场空化模拟.研究中选择四种空化工况,通过对比模拟结果,得出核主泵在发生空化时,其性能变化规律及内部流场变化规律.模拟结果表明:核主泵发生空化时,泵的外特性对有效空化余量降低的敏感程度不同.随着空化程度的加剧,扬程下降最快,功率下降最慢.空化状态下,由于空化产生的气泡对叶轮流道产生排挤作用,使得过流断面面积减小,流体相对速度增大.此外,由于空化产生的气泡改变了空化区域流体状态,使流体动力黏度减小,导致空化区域湍流耗散率减小,湍流耗散损失降低.     

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%.     

水力空化气液混溶器中空化流场的数值模拟研究

采用二维轴对称模型,对船舶压舱水和饮用水处理装置中应用的水力空化气液混溶器的空化流场进行了数值模拟,研究了不同压力比值条件下,空化数、流量系数、含气率和气相质量交换率变化及分布情况.研究结果表明:当压力比值小于等于0. 7时,水力空化气液混溶器中能够产生稳定的空化现象.空化发生时,流量稳定,不受压力比值变化影响.在空化流动中,含气率呈现振荡状态并逐渐趋于某一稳定值.仅当压力比值为0. 2时,含气率呈周期性振荡.空化溃灭总是发生在尾流区域,因此水力空化水处理过程主要发生在空化泡尾流区域.研究结果为船舶压舱水和饮用水处理装置高级氧化工艺优化和设计提供了技术参考.     

超声对铝合金凝固传热与组织形成的影响与作用机制

分温度区间段对铝合金熔体实施超声波振动,研究不同阶段导入超声对熔体内部能量传递与铸锭组织的影响,并探索各个阶段相应的超声作用机制。研究结果表明:超声波作用于固液相区时产生的结晶体谐振效应促使其冷却速率大幅提高,并有效地细化凝固组织;在高于液相线温度区间,超声热效应使熔体的冷却速率略有降低,在液相中产生的超声空化效应能够扩大过冷区、提高形核率,取得显著的细晶效果,但这种细晶效果将随施振温度的提高而逐渐减弱。空化效应与谐振效应是在铝合金凝固过程不同阶段超声细晶的两个主导机制。     

“高压旋转水射流处理近井地层增产增注技术”列入“九五”国家科技成果重点推广项目

日前 ,全国有 2 14项技术成果列入“九五”国家科技成果重点推广项目。我校高压水射流研究中心李根生教授、马加骥工程师、沈忠厚教授主持完成的“高压旋转水射流处理近井地层增产增注技术”榜上有名。该项技术是利用井下可控转速的旋转自振空化射流解堵装置产生高压水射流直接冲洗炮眼 ,并利用高频振荡水力波和空化噪声 (超声波 )进行物理解堵 ,以提高油井产量。通过研究建立了自振空化射流的调制理论和喷嘴设计的新模型 ,得到了一种新型高效射流 ,成功地解决了井下喷头旋转控制方面的关键技术问题。自 1995年以来 ,该项研究成果已先后在 1…     

超声波清洗机械市场潜力大

据电子工业部信息，一种新型高效清洗机械——超声波清洗机正迅速登上舞台，并显示出了巨大的优越性。尤其在专业化、集团化的生产企业中，已逐渐用超声波清洗机取代了传统的浸洗刷洗、压力冲洗、振动清洗和蒸汽清洗等工艺方法。超声波清洗机的高效率和高清洁度，得益于其声波在介质中传播时产生的穿透性和空化冲击效应。所以很容易将带有复杂外形、内腔和细空的零部件清洗干净，对一般的除油、防锈、磷化等工艺过程，在超声波作用下只需两三分钟即可完成，其速度比传统方法可提高几倍到十几倍，清洁度也能达到高标准。这在许多对产品表面质…     

物理扰动对针状焦组织结构的影响

以煤焦油沥青为原料,在磁场诱导和超声波空化条件下制备针状焦,并通过扫描电镜SEM和X射线衍射XRD分析了外界物理扰动对针状焦组织结构的影响.结果表明,磁场诱导和超声波空化均能有效地提高针状焦的有序度、石墨化度和结晶度.与超声波空化相比,磁场诱导对针状焦的影响更大,磁场诱导作用下制备的针状焦经过高温煅烧后,其石墨化度达到45.35%.     

风琴管空化清洗喷嘴结构改进及数值分析

空化水射流是一种运用水机械"汽蚀"的原理来增强射流冲蚀效果的高效水射流技术,风琴管喷嘴由于具有良好的空化初生和空化打击效果而在该领域广泛使用。该喷嘴流场中收缩段入口壁面附近会由于压力的降低而产生较强空化现象,如果将喷嘴收缩段壁面边界向外部扩展,增大低压产生区域的作用范围,设计了圆弧段扩张口径的空化喷嘴,同时引入脉冲结构进行改进。采用CFD软件对相同参数下普通风琴管喷嘴和新型喷嘴进行流场分析。结果表明,新型喷嘴圆弧段内部的大漩涡流场更有利于空化产生,具有脉冲结构的新型喷嘴中漩涡区域的空化气泡能够较容易地随脉动水体喷出,且水射流具有较强的瞬时冲击力,因而喷嘴的空化清洗效果将会更显著提升。     

超声波医学美容的机理及仪器设计

生物医学超声是指超声波在离体或活体的生物组织中的现象、效应、作用、机制和应用它以超声波与人体组织相互作用特性为基础,利用电子学和计算机技术来实现对人体疾病的诊断与治疗［１］超声治疗是利用超声波在人体中产生热、机械、空化、生化等效应,来达到治疗疾病的目的超声波美容是一种超声治疗技术,正是利用超声波对人体的生物效应来进行美容因其对多种皮肤疾患及美容问题具有较好的治疗、恢复和保健作用,被美容界广泛采用由于其治疗范围广、见效快、治愈率高、操作简便和对各种物质的经皮透入等突出特点更使超声波美容仪…     

熔体超声波处理对超强铝合金组织和性能的作用

在7055铝合金液相线625℃以上,对7055铝合金熔体进行超声波预处理后模铸,研究超声熔体预处理对7055铝合金凝固组织和力学性能的影响.基于超声波对熔体产生的空化效应,讨论了熔体中微粒超声活化成为结晶核心,促进形核和细化晶粒的作用机制.显微组织观察和力学性能测试结果表明:经过超声波预处理后,7055铝合金晶粒明显细化,退火态延伸率和抗拉强度均大幅度提高.     

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。     

甘草稀溶液中超声波波速随溶液浓度的振荡现象分析

本文利用超声光栅衍射原理,对甘草溶液作了不同浓度组分下的衍射光谱分析。通过分析发现,在超声波的作用下,超声波的波速随着浓度出现了振荡现象。然后利用热力学中的相变理论与流体力学原理对其振荡过程作出了理论分析,同时也给出了由于液体中出现微气泡时,对超声波波速的校正公式。