低频超声清洗中声压的时域特征及发生器对其的影响

对于超声清洗设备的生产者和使用者来说,了解声场信号的特征有助于正确地测量超声场并合理地评价超声清洗设备。使用水听器对低频超声清洗声场的声压进行了测量,分析了声压信号的时域特征,并研究了超声波发生器对声压信号的影响。结果表明:低频超声清洗声场的时域声压波形具有宏观上的周期性和微观上的随机性两大特点;超声波发生器直接影响着清洗机的声场特性。     

超声波清洗技术在工业领域的应用研究进展

为了加强对超声波清洗在工业领域应用的了解,从而将其更好地运用及发展,介绍了超声波清洗的作用机理及特点,列举了其在机械加工、医疗器械清洗、化工生产等传统行业的应用以及在除、防垢和再生方面的新进展。分析了传统超声波清洗的局限性,效果受限且易对被清洗物造成损伤。综述了两种优化途径,一是通过改变清洗槽形状、调整超声波频率、使用双/多频超声波、改变发生器位置等方法优化清洗范围内的声场分布,二是通过与其他工艺联合,发挥各自优势,提高清洗效率。展望了超声波清洗在优化声场分布、发展超声联用工艺方向的研究前景,具有合理指导超声波清洗技术发展的意义。     

功率超声防除换热设备的积垢原理及其工业应用的研究

换热设备的积垢问题是科学研究及工程应用领域的一个重要研究课题,换热设备积垢的形成,影响热能利用和生产正常运转,增加生产成本。通过研究,进一步表明了超声波防除积垢的机理,筛选出最佳的声场参数,研制出一种新型的超声波防除积垢设备。工厂试验结果表明,超声波技术具有防除积垢的作用,能显著提高蒸发系统的蒸发强度,减少清洗次数及化学清洗剂的使用,延长换热设备的使用寿命,降低环境的污染。     

一种新型的多功能清洗机设计

在分析当前清洗机技术的基础上,综合臭氧水机、紫外线杀菌灯、超声波振子和清洗容器各自特性,设计了一种机械搅拌清洗的多功能清洗机。新设计集绿色清洗和消毒为一体,利用超声波穿入固体物质狭缝,使整个清洗介质振动并产生空化气泡。清洗方式不存在清洗死角,且清洗洁净度比较高,尤其在去除农残和杀菌方面具有互补性、叠加性、环保性和非破坏营养性的总体优势。     

一维磁振子晶体带隙结构的研究

近年来,对磁振子晶体的研究已成为热点,与光子晶体等复合材料的性质类似,磁振子晶体也有带隙现象出现,频率在带隙范围内的自旋波在磁振子晶体内将被禁止传播。由此磁振子晶体有望能够被应用于广泛的仪器制造中。本文采用平面波展开法数值计算了分别由铁与钴、铁与氧化铀、钴与氧化铀材料构成的一维无限大各向同性的磁振子晶体的带结构,讨论了不同的填充率对磁振子晶体带隙结构的影响。计算结果表明,交换作用场对自旋波带宽的影响很明显。     

烛式过滤器加载超声波技术应用探究

烛式过滤器长周期运行后,需要对其进行过滤清洗,实现过滤介质的重复使用。传统的反冲洗技术具有很多缺点,对于难滤物料清洗效果不佳。而超声波清洗技术具有很多独特的优点,通过施加超声波辅助清洗可以提高清洗的效果。探讨超声波在过滤器中的传播规律,包括超声波加载在介质中和加载在管板上的传播规律以及这两种加载方式的清洗效果比较。超声波加载在管板上时的实际效果好于超声波加载在介质中。单管模型中,超声波加载在管板上时,滤芯的微振动是纵径耦合的复合运动,其防除垢的主要机理是滑移效应与空化效应的叠加。     

改善矩形清洗槽内声场均匀性的研究

基于声波叠加原理以及有界空间的波动声学理论分析了矩形槽式超声波清洗机的声场分布,并利用铜版纸染色法进行了实验研究。结果表明:单频正弦信号激励时,声源频率越高,声场分布越均匀;与正弦信号激励相比,合成信号激励下声场均匀性明显改善,且频率越高,改善效果越明显;本实验中,频率分别为23.94,36.08,56.77k Hz的清洗槽,合成信号的最佳实验宽度在1—2 k Hz,而合成信号最佳带宽应结合具体清洗系统的谐振特性合理选择。     

国外新型清洗机介绍

1 超声波清洗机超声波清洗是利用超声波在液体中的气化作用,对各种物体进行清洗.气化作用是液体中的一种物理现象:液体在超声波的作用下,能产生大量非稳态的微小空泡或气泡,在声场的作用下,这些气泡进行生长、闭合运动,液体微粒之间在1秒内发生数万次激烈的碰撞,能产生非常强大的能量.由于碰撞力很高在49～1960 MPa之间,这样被清洗物的污粒会在液体加速作用下极快地被清除掉.     

超声波强化超滤的研究进展

本文综述了超声波强化超滤的作用机理，声冲流和空化作用在超声波强化超滤中起到主要作用。文章还综述了超声波强化超滤的实验方法、超声波辐射对超滤膜的影响及超声波强化清洗超滤膜等方面的研究进展。     

平面波展开法计算一维薄板磁振子晶体带结构

在长波极限近似下,铁磁材料复合系统中的磁相互作用可以仅考虑静相互作用,自旋波在其中的传播满足Walker方程。本文采用平面波展开法数值求解了由Cobalt/Permalloy两种铁磁材料周期交替排列构成的一维薄板磁振子晶体的带结构。计算结果表明,磁振子晶体薄板中静磁自旋波会有带隙结构的形成,位于带隙范围内的静磁自旋波被禁止在磁振子晶体复合材料中传播。利用此特性,磁振子晶体薄板材料有望用于微波领域内的传感、滤波以及导波等器件的制作材料。     

声场模拟方法在大功率低频超声工程中的应用

介绍声场数值模拟方法在大功率低频超声处理器(如清洗槽、声化学反应器)中应用的研究进展。超声声场数值模拟包括基于计算流体动力学方法的二相流体模型模拟法;基于有限元分析方法的两步计算法和在波动方程中考虑流体中气泡的阻尼影响的阻尼超声波传播法。介绍了这些模拟计算方法的基本原理及相关模拟结果,并就存在的问题进行讨论,指出了有待进一步研究的问题。     

微乳常温水基超声波机用清洗剂的研制

奥氏体不锈钢板,经拉深工艺,成筒体型的产品后,要求对筒体表面的拉深油,用超声波机清洗,现采用的清洗剂是强碱与表面活性剂两种产品配伍使用,要求温度为(60±5)℃,清洗时间为5 min,在60℃高温消耗能源的同时,清洗剂所产生的蒸汽,既有强碱的刺激味道,还有随时能够对人体构成伤害的不足之处。经检测,净洗力在89.7%。没有达到JB/4323—1999(水基金属清洗剂)标准要求,为克服上述不足之处,研制了一种微乳常温水基超声波机用清洗剂。     

超声波清洗技术的研究与应用现状

综述了超声波清洗的研究与应用现状,重点分析了超声清洗机理、换能器理论和各种因素对超声清洗的影响的研究进展;介绍了超声波清洗的有关应用及最新发展,指出传统的超声波清洗的由于在多方面具有一定的优势而在广泛的领域中得到更深入的应用.通过对超声波清洗应用的新发展--高频超声清洗、碳氢真空清洗等应用的介绍,进一步指出超声波清洗在正朝着复合、环保、高效和自动化的方向发展.     

超声波对液相中微颗粒凝聚过程的作用机理

通过模拟实验研究揭示超声波对液相中微颗粒凝聚过程作用机理,为超声波去除钢液中夹杂提供实验依据. 在功率15~30 W的范围内,超声波的声流作用很明显,可将液相中的微颗粒聚集于声压较小的区域. 如果超声波功率在一定临界值(本研究为60 W)以下,振动作用将超过空化分散作用,使颗粒凝聚成团,生成的空化气泡起到聚集已生成的颗粒团并使之长大的作用,得到颗粒团粒径和超声功率的关系式为：dcluster=0.539e0.523P (060 W).     

聚能式超声波清洗钢带的方法

分析了钢带清洗的目的、常用的清洗方法,介绍了变幅杆超声波聚能器的原理,着重阐述了聚能式钢带清洗机的整机结构,工艺流程,技术参数以及客户化设计等方面的内容,最后总结了聚能式连续型钢带清洗机优点和应用趋势.     

超声辐射技术在水处理中的应用

超声辐射技术是一种新型的水处理技术，在水处理中的应用涉及有机污染物的降解、浮游生物的灭活、复合过滤膜及陶瓷滤芯的清洗等。该文对国内外这方面的情况进行了综合介绍。     

管道超声波防除垢技术

介绍了超声波的特性及超声波阻垢与除垢的机理,阐述了超声波防除垢装置的组成以及在管道上的三种安装形式,介绍了国内外在超声波阻垢与除垢方面的应用情况,例证了超声波技术能够实现管道的在线防垢和除垢。     

超声波在油砂分离中的应用

以自制的碱液油砂清洗剂,在超声波下对内蒙古扎赉特旗油砂进行分离。考察了超声频率、超声声强、清洗时间和清洗温度对油砂分离的影响。在超声空化作用下,超声频率为28 kHz,超声声强为7.06 W/cm^2,剂和砂质量比为0.8,体系温度为60℃,清洗时间13.0 min的条件下,其出油率可达到94%,结果表明,超声波作用大大提高了油砂的出油率。     

Effect of Fouling Conditions and Cake Layer Structure on the Ultrasonic Cleaning of Ceramic Membranes

Abstract

Homogeneous alumina membranes fouled by polystyrene latex particles at different pH values and ionic strengths were subjected to ultrasonic cleaning. Cleaning was more effective at high and low pH than at neutral pH. At low pH values, less repulsive particle‐particle interactions resulted in the removal of millimeter‐scale aggregates and highly effective cleaning. At near‐neutral pH, stronger repulsive particle‐particle interactions caused detachment to occur as individual particles from the cake layer rather than as flocs, which was a slightly less effective cleaning mechanism. Ultrasonic cleaning of cake layers formed at high ionic strength (>0.3 M KCl) was less effective than cleaning at lower ionic strength (<0.3 M KCl). High ionic strength caused particles to coagulate in solution and deposit as flocs on the membrane surface forming a highly permeable fouling layer. This fouling layer was resistant to ultrasound at the sub‐optimal cleaning conditions used in this study, perhaps due to particle attachment occurring within a primary energy minimum. Membrane cleaning experiments performed with particles of varying size showed that particle size was less important than the surface potential of the particles. For a given mass, particles that possessed the largest surface potential formed the thickest fouling layer, irrespective of particle size, and showed the greatest improvement in flux with ultrasonic cleaning. These results demonstrate that solution conditions influence ultrasonic cleaning of membranes primarily by modifying particle‐particle and particle‐membrane interactions as well as cake layer structure, rather than by impacting the extent or magnitude of cavitation events.