超细颗粒声场流态化机理研究

在内径为56 mm的声场流化床中,以超细颗粒二氧化硅为实验物料,在声压水平为90～105 dB系统内考察了声波对超细颗粒流化行为和聚团尺寸的影响,并根据粘性颗粒聚团在流化床中的能量平衡分析,建立了能量平衡模型.结果表明,当声压级大于100 dB时,声波可以有效地消除节涌、抑制沟流、降低临界流化速度、减小聚团尺寸,显著地改善超细颗粒的流化质量.声场强度越大,颗粒聚团的直径越小.     

超细颗粒的流态化研究现状

首先阐述了超细颗粒的流化特性(初始流化速度、床膨胀等)及团聚流化过程,然后重点对近年来国内外在改善粘性颗粒流化质量方面所作的研究工作进行了总结。     

纳米SiO2颗粒在二维声场流化床中的流化特性

以原生纳米SiO2颗粒为物料,在横截面为130×10mm2、高为500mm的二维床中,研究了外加声波频率和声压对纳米颗粒流化特性的影响。结果表明:无声场时,流化过程中会出现裂纹和沟流,临界流化速度较高,有明显的颗粒带出;适当的低频强声波的引入能很好地抑制甚至消除沟流,大大降低流化床中纳米颗粒聚团的尺寸,使之在低气速下实现稳定流化,从而显著改善纳米颗粒的流化质量。     

声场作用下纳米颗粒的流化行为

在56 mm的玻璃流化床中,对纳米SiO2和TiO2颗粒在不同频率和声压级声场辅助下的流化行为进行了研究。实验表明,在低频（40-60 Hz）和高声压级（高于100 dB）的声场条件下,沟流和节涌得到有效抑制,纳米颗粒形成均一稳定的聚团,实现平稳流化。随声压级升高,颗粒的最小流化速度减小,流化行为类似Geldart A类颗粒。在声场的其他条件下,纳米颗粒的流化行为与不加声场相似,无法实现稳定流化。     

超细颗粒流态化过程的研究

采用Al2O3、CaCO3等超细颗粒，进行文题的研究。超细颗粒在自发状态下会形成一次团聚物，粒径在数十微米范围。一次团聚物在流化过程中会进一步团聚，形成松散的流体力学团聚物，粒径为数百微米。     

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．     

高频超声清洗中声场分布的仿真及实验研究

高频超声乃至兆声清洗广泛应用于半导体器件的超精密清洗,可以有效去除纳米颗粒污染。其中,声能在声场中的分布决定了清洗效果,包括去除均匀性和清洗对象破坏。对于矩形清洗槽内的声场分布,采用简正分解理论直接求解声压分布。结果表明,兆声声能集中于声源辐射轴所在的局部区域,声压波腹和波节分布反映声源振动面形状,而超声波声能扩散至全声场。采用水听器对超声波声场声压分布进行测量,与理论结果相符。由于截断误差和非线性空化误差的存在,理论值小于实验测量结果。     

环流式旋风分离器用于超细颗粒分级的实验研究

将新型环流式旋风分离器用于超细颗粒的分级,根据分离器有内筒的特点,在其内筒加装角度为20度导流板,来分化粗细颗粒的流动特性,用于分级。试验证明,在不同风速的情况下,具有不同的颗粒分级效果,在13.2 m/s的较低风速下,有导流板的分离器使需要产品的含量由53.1%提高到88.7%,取得了较好的分级效果。     

球面等间距阵列声场聚焦特性研究

采用超声波的相控阵聚焦技术，设计了一种球面等间距点声源阵。研究了此声源阵声场模拟计算理论，并对此阵的声场特性进行了仿真研究，模拟结果表明此声源阵对声波具有较好的聚焦效果，通过调整此声源阵的结构参数，可改善对声波的聚焦性能。     

侧面辐射声化学反应器的声场研究

目的 研究侧面辐射声化学反应器的声场分布.方法 从三维声波方程出发,根据声化学反应器的声学边界条件,推导其中的声压表达式.结果 声场中声压由多种简正声波和高次同相振动叠加而成.结论 声压幅值的横向分布取决于声源的振动方式,纵向分布取决于反应容器的几何尺寸、声源振动频率、液体中的声速以及液体的深度等.近场区以高次同相振动为主,声压幅值随着纵向距离的增大而迅速衰减;远场区则以简正声波为主,声压幅值随着纵向距离的增大而起伏变化.     

阶梯波法测试声级计Leq功能的研究

采用阶梯波法,测试了声级计的时间平均声级,即等效连续声级Leq功能,并对实测值和理论值进行比较.结果表明,实验标准差不大于0.053dB,实测值和理论值相差不大于0.10dB.说明采用该方法测试声级计Leq功能准确度和稳定性较好,可作为测试声级计Leq功能的一种有效方法.     

离心式透平压缩机声辐射场的理论分析及气动噪声频谱预测

建立了一个可用于预测离心压缩机叶轮粘性尾迹与叶片扩压器相互作用而导致的声辐射议程，将叶片扩压器模化成一组周向排列的脉冲偶极源，每个脉冲的幅值和到达时间是随机变量，运用调制理论模型得出其相互作用而导致的噪声值及其频谱，对ＤＨ６３型离心压缩机噪声场进行了，理论计算值与试验测试值合较好。     

发动机噪声的心理学预测模型

研究了发动机运转时对噪声的主观评估，提供了一种新的噪声评估指标，并运用了多元统计方法分析了发动机的听觉特性。结果发现，影响发动机噪声的主观感觉的主要参数为响度特性、脉动性以及频率特性。这些特性可分别用A计权声级、峭度和高频级来加以量化。     

流动管道内噪声源辐射声场数值预估

流动管道内噪声源辐射声场问题难度很大。该文给出了经实验考核的流动管道内声源辐射声场数值预估方法,并给出了圆管外声压级指向性系数图。利用这些图和简单公式,通过测量管外一点的声压级就可确定管内声源声功率。该文数值方法采用线化Euler方程,四阶MacCormack差分格式和Tam与Webb的无反射边界条件数值预估有流动的圆管出口辐射声场,并用声强扫描仪和声级计在半消声室中测量了管内声功率及管外声压分布,数值计算和实验所得声压指向性系数符合良好,最大误差小于1dB。     

四极子声源基于几何平均声压的声强计算误差分析

间接测量技术计算声强，是将两传声器各自测得的声压进行算术平均，用其平均值代替被测点声压。分析发现：基于算术平均声压得到的声强在高频区误差较大。应用两测点声压的几何平均值代替被测点的声压，并以四极子声源为例，对基于这两种计算声压的方法得到的声强误差进行比较，结果表明：对于四极子声源，几何平均声强计算误差曲线比算术平均声强计算误差曲线具有随频率的变化更平缓的特性，但前者曲线变化比后者曲线变化复杂，随着△r/r的增大，曲线上误差为零的点向着频率增大的方向移动，且这种移动算术平均声强比几何平均声强更敏感，所以由几何平均声压得到的声强更适合于更宽频率范围的测量。     

基于雄蝉生物发声机理的蝉鸣声数字化建模研究

目前临床治疗耳鸣的常用方法是耳鸣掩蔽疗法.国内外传统的耳鸣治疗仪普遍存在耳鸣匹配声源不足以及匹配效果差的缺陷.针对该问题,本文基于雄蝉的生物发声机理,通过分析研究其发声过程,从信号处理的角度提出一种模拟雄蝉发声的模型,用以合成最常见的耳鸣声源——蝉鸣声.实验表明,该模型取得了较好的效果,丰富了蝉鸣声匹配声源,具有一定的医用参考价值.     

均匀脉动柱面声源阵高频辐射远声场特性的研究

由均匀脉动柱面高频辐射远声场处速度势函数 ,导出一类均匀脉动柱面声源阵高频时远声场处速度势、声压、声强公式。通过分析知 :这种结构的声源高频辐射具有方向性。     

力激励与声激励作用下圆柱壳声振性能试验

以单、双层环肋圆柱壳为对象,通过模型试验分析圆柱壳内部介质与壳体的耦合对壳体声振性能的影响,进而对比分析力激励与声激励下,壳体振动与声辐射的关系以及单、双壳的声振性能.结果表明:当圆柱壳内部介质为空气时,声激励作用下声腔模态与结构模态耦合与否对壳体振动以及内部声场的影响很小;当壳体受力激励作用时,外场声辐射与壳体结构模态有关,当壳体受声激励作用时,外场声辐射与壳体结构模态、声腔模态有关;双壳的外壳对力激励和声激励时的振动与声辐射均起到屏蔽作用.