燃煤细微颗粒物声波团聚的机理研究

采用数值模拟的方式,对声波团聚中的同向团聚机理、流体力学作用机理以及布朗作用团聚机理等分别做了深入研究.模拟中选取四组具有代表性的颗粒粒径,分别从声波频率、声场强度、颗粒粒径、颗粒间距以及温度五个方面模拟计算.计算结果表明:同向团聚机理下存在一个最优团聚频率带,随着声压级的升高团聚效果也增强;较大的团聚颗粒存在一个粒径比其小的最佳团聚颗粒粒径;相同条件下,同向团聚机理所产生的团聚效果最明显,其次是声波尾流效应,其他的团聚机理相比前者影响较小.研究发现在某些特定因素影响下,声波尾流效应会强于同向团聚,说明了其在声波团聚过程中的重要性.     

双峰分布颗粒物的声团聚实验研究

从微观受力角度探索颗粒(Particulate Matter,PM)团聚和破碎效果,声压级越大,团聚体临界粒径越小。通过实验研究了0~200μm的双峰分布颗粒物中可吸入颗粒在声场中的团聚效果。在500~3 500 Hz、70~140 d B声场条件下,研究了声波频率和声场强度对声波团聚的影响。在120 d B的声场条件下,双峰分布颗粒团聚存在的最佳频率范围为1 800~2 300 Hz,团聚效率达到25%~30%。在70~120 d B实验范围,团聚效率随声压级的增加先增后减。在140 d B时,大颗粒明显破碎,小颗粒增多。将声波团聚技术应用到燃煤电站烟气中的可吸入颗粒物处理中,需要同时考虑声场的破碎作用,建议将声波团聚室布置在电除尘器之后。     

超细粉团聚机理的研究

以亚微米α-Al2O3粉体为研究对象,从表面结构和粉体间的相互作用分析入手,对超细粉体团聚机理进行了研究,并明确指出:Al2O3等氧化物超细粉体表面多羟基(-OH)结构和高的比表面积是导致粉体、浆体团聚,影响坯体和陶瓷体均匀性和致密度的主要因素.     

超细粉体的团聚机理和表征及消除

当粉体的尺度达到纳米级时,就会有独特的性能和广泛的应用。但是由于其较小的粒度,因此在制备和应用的过程中容易发生团聚。本文中对超细粉末的团聚机理进行了介绍,同时分析了液相法制备超细粉体过程中团聚形成的原因,以及团聚程度的表征和减少团聚的方法。另外对今后的发展方向提出了一些建议。     

耦合水雾的声团聚消除火灾烟雾的实验研究

对声波耦合水雾消除火灾烟雾的声团聚技术进行了实验研究,并且深入探究了声团聚的作用机理及微观团聚体结构的样貌,通过改变声波频率、声功率、水雾浓度和初始烟雾浓度等参数比较其对消烟效果的影响.结果 表明,声波耦合水雾技术提高了气溶胶分散性,并且水雾产生的液桥力保证了团聚体结构的稳定性,团聚效率得到提高.在初始烟雾浓度为50 ...     

论制冷的微观物理机理

从经典气体入手，探讨温度的微观意义，提出更确切的含义，据此分析各种具体的制冷过程，阐述制冷的微观物理机理，并提出一些值得注意的问题和结论。     

空气中周期管阵列的声波禁带研究

本文以不锈钢管正方形排列在空气中形成的二维声子晶体为对象,使用平面波展开法计算并通过实验测试的方法,分析了该二维声子晶体的声波禁带,讨论了晶格常数对声波禁带的影响.结果表明,随着晶格常数的减小,ΓX方向禁带宽度增加,禁带上下边界频率增大.     

ZnO导电陶瓷的微观结构与导电机理

本文探讨了ＺｎＯ导电陶瓷的微观结构与导电机理。发现基俱有不同于ＺｎＯ压敏电阻和ＺｎＯ线性电阻的特殊的微观结构。该导电陶瓷是由大的并带有针状的晶粒及小的粒状晶粒组成，针状晶粒体积较大（１５～２０μｍ），它们在烧结体内相互连接，形成一个连续的整体而贯穿烧结体始终，本文还介绍了该导电陶瓷的特点。该导电陶瓷室温电阻率可达到０．０６８Ω．ｃｍ室温下就能导电，工作时无需预热。     

纳米颗粒在水基础液中团聚机理及控制

分析了纳米颗粒在水基础液中的团聚机理,指出颗粒团聚是由范德华作用能、双电层静电作用能、溶剂化膜作用能、聚合物吸附层空间排斥作用能等共同作用的结果。最后依据团聚机理及分散过程,提出了相应的分散措施。     

表面声波单电子输运器件中弱电流的测量

研究表面声波单电子输运（SAW/SET）器件中的量子化声电电流对于揭示表面声波驱动的单电子输运特性有重要意义,并且有可能应用于最子电流基准,从而把安培与基本电荷和频率联系起来。为此设计了一种高精度高智能测量系统用于测量表面声波单电子输运器件中的声电电流。通过采用高性能I—V转换器和小波去噪等措施,使系统的噪声峰峰值小于30fA;采用LabVIEW编写的测量程序和合适的硬件实现了智能化的自动测量。该系统已成功地应用到SAW／SET器件中弱电流的测量,为将来揭示表面声波驱动的单电子输运特性和量子电流基准的可能实现做了有益的探索。     

声凝并中颗粒间相互作用研究进展

声凝并是细颗粒物(PM2.5)排放控制的重要技术途径,其通过外加声场作用促进PM2.5发生碰撞凝并,使得颗粒数目减少、粒径增大,从而提高后续除尘装置的效率。对声凝并中颗粒间的相互作用机理,包括同向相互作用、声尾流效应、互辐射压力效应、互散射效应的相关研究进行总结和评述,结合声凝并技术在PM2.5排放控制中的应用,指出已有研究在理论模型和实验观测上存在的问题,进而提出今后的研究应在实验方法上进行创新,发展出能够跟踪微米和亚微米尺度PM2.5颗粒或颗粒团相互作用过程细节信息的实验手段,为理论模型的实验验证提供数据支撑;同时应进一步发展理论模型,从而在模型验证的基础上,充分发挥数值模拟的优势,全面识别声凝并中颗粒间相互作用的动力学行为。     

基于大涡模拟和Lighthill声类比的孔腔流动发声特性研究

孔腔流动发声是气动声学研究领域重要的课题,基于大涡模拟和Lighthill声类比方法,探讨了气体在孔腔流动的流激噪声的发声特性。模拟结果表明,孔腔边界层出口剪切涡、边棱处涡街和腔体内反馈涡的运动诱导了孔腔发声,具有明显的偶极子特性,在高频段腔体内激发了声学驻波模态。通过模拟与实验对比分析了不同流量下噪声量级以及频谱分布规律,研究结果表明:24 kHz以下的声频谱会表现出波峰小范围迁移;24 kHz以上频率对应的声压级随流量增大而增大;腔体长度和特征频率近似满足Strouher公式,即声频特征频率随腔体长度的增大而减小。上述研究结果为下一步设计在线监测安全阀泄漏的报警超声波发声器提供了理论依据。     

Effect of turbulent flow field properties on improving the removal of coal-fired fine particles in chemical-turbulent agglomeration

Chemical-turbulent agglomeration is a promising coupling agglomeration method to improve the removal of fine particles, in which the turbulent flow field plays an important role on the collision of chemical droplets and fine particles. However, there is no specific study about the effect of turbulent flow field properties on the agglomeration and removal of fine particles. In this work, three kinds of turbulent vortex sheets with different structures were designed to generate vortexes with different scales and generation dimensions, the particle agglomeration effect and characteristics, as well as the particle removal effect by ESP with different turbulence generators were investigated. The results demonstrated that the turbulence generator with large-scale and two-dimensional vortexes in flow field had the best effect on improving the agglomeration and removal of fine particle. Besides, the motion trajectories and the turbulent agglomeration kernel of chemical droplets and fine particles were calculated to further explore the interaction mechanism of particle agglomeration and flow field properties. The results proved that the turbulent flow field containing large-scale and two-dimensional vortexes can effectively enlarge the capture area of fine particles by chemical droplets and promote the collision probability of them, thus improving the agglomeration and removal of fine particles.     

Theoretical analysis of acoustic and turbulent agglomeration of droplet aerosols

This study meticulously explores the agglomeration mechanisms in microscale droplet aerosols, specifically focusing on acoustic and turbulent agglomeration mechanisms. Our theoretical analysis reveals a significant impact of orthokinetic and hydrodynamic processes on acoustic agglomeration. The acoustic wake effect elucidates the swift replenishment of small particles subsequent to an orthokinetic phase. An optimal frequency, varying for different droplets, was identified in orthokinetic agglomeration within the 50–250 Hz range. Hydrodynamic agglomeration remained relatively stable at an acoustic frequency exceeding 1000 Hz. The aggregation kernel function, denoted as K_ij, exhibited a significant increase with increasing sound pressure levels, reaching up to 10⁻⁸ s⁻¹. Environmental temperature had a predominantly positive effect on orthokinetic and Brownian agglomeration, although it exhibited an inhibitory effect on hydrodynamic agglomeration. For raindrops, a correlation was identified between particle spacing and K_ij; a larger particle spacing corresponded to a smaller K_ij. Despite an increase in particle spacing to 50 times the particle diameter, the hydrodynamic effect persisted. The aggregation kernel function linked to Brownian thermal motion was found to be 3–4 orders of magnitude lower than that of orthokinetic and hydrodynamic interactions. Additionally, the turbulent agglomeration kernel function for fog, cloud, and rain droplets with corresponding parent nuclei of 100 μm was of the same order of magnitude as the acoustic agglomeration kernel function.     

声强向量法对声源定向的理论和实验研究

文章应用的双传声器声强探头CM－202和与之配套的传声器,自行设计了1个声强探头支撑架,使之可以把声强探头转动到空间微卡儿坐标系的3个互相垂直的方向,并且它们的几何中心保持不变,这样就可以测量平衡声场中1点的声强矢量的3个分量,由此就能对声源进行定向,在半消声室中应用这套实验装置对声源进行了定向研究,并探讨了各种误差因素与定向精度的关系。     

基于磁流变薄膜的可调谐主动声学超材料

为了实现声学超材料等效参数的非接触式主动控制,基于磁流变薄膜设计了一种磁固耦合的主动声学超材料,该结构由铝质环形框架和附加质量块的磁流变薄膜组成。运用COMSOL软件对其声学特性和隔声性能进行了详细分析,结果表明:改变外加磁场强度能够调节所设计的声学超材料的固有频率,与被动声学超材料相比,实现了非接触主动控制声学超材料系统的隔声峰值频率,从而拓宽了声学超材料的隔声频率范围;在此基础上进一步研究了磁流变薄膜材料参数、薄膜预应力和附加质量对隔声性能的影响。     

介质扰动对声波的调制效应-参量接收阵及其他

文章从Lighthill方程出发,对介质扰动产生声传播非线性效应的国内、外研究情况进行了综述性介绍,重点介绍声波在被声场中同时存在的另一声波所扰动的介质中传播而产生的所谓“声散射声”现象,特别是由此而衍生的参量接收阵的理论、试验以及应用情况。绝大多数关于参量接收阵的理论和实验研究,都是着眼于其在小的径向(垂直于声传播方向)孔径条件下实现低频窄波束接收的特性,但这篇文章主要关注利用参量接收阵实现低频高增益接收的理论和试验研究;除重点介绍了国内、外的试验情况外,还特别关注将参量接收阵进行工程应用时面临的关键技术难点以及可能的解决思路。此外,文章还针对另一种介质扰动对声传播的调制效应,即“流散射声”,以及国外与此有关的工程应用、特别是苏联进行的号称超远程探潜应用进行了介绍和分析。