单频超声和双频复合超声的空化效应实验研究

从超声电功率、超声作用时间和溶液温度来研究超声的空化效应,采用碘化钾溶液中碘的释放量来测定超声的空化产额,研究结果表明：在相同的电功率输入情况下,双频复合超声（25kHz/40kHz）释放碘的量远大于单频25kHz超声和单频40kHz超声释放的碘的量,双频复合超声的空化产额高于单频超声。     

双频复合超声强化无水葡萄糖溶液结晶成核研究

溶液结晶技术在许多领域有着广泛的应用,其中结晶成核是溶液结晶的关键环节。以无水α-葡萄糖为研究对象,采用双频复合超声(25 k Hz+40 k Hz)强化糖液结晶成核,研究了溶液浓度、超声功率和作用时间对成核速率的影响,对单频和双频作用的晶核形态进行了对比,并采用碘化钾溶液中碘的释放量研究超声空化产额。研究结果表明:在同等条件下,双频复合超声降低了溶液成核的初始浓度,提高了成核速率,同时得到粒度均匀的晶核;双频复合超声的空化产额远高于单频25 k Hz超声和单频40 k Hz超声的空化产额,双频复合超声具有协同作用。双频复合超声强化溶液成核是一种快速、高效、节能的方法。     

超声预处理和湿度控制对香蕉干燥特性的影响

目的研究超声预处理和湿度控制技术对香蕉干燥特性的影响,以缩短香蕉的干燥时间、减少色泽劣变。方法首先在超声波发生器功率为300 W,温度为30℃条件下对厚度为(5.0±0.1)mm的香蕉片进行单频(20,40,60 kHz)预处理,每个频率分3组,处理时间为20,30和40 min,得到的最佳超声预处理时间为30 min。再分别进行单频(20,40,60 kHz)、双频((20+40),(20+60),(40+60)kHz)和三频((20+40+60)kHz)的处理,在65℃条件下进行恒温热风干燥;在此基础上进行干燥介质相对湿度为5%,10%,15%的热风干燥。结果在超声波预处理中,单频(60 kHz)、双频((40+60)kHz)和三频((20+40+60)kHz)的超声波预处理对温湿度控制热风干燥速率的作用效果最佳,在同一干燥介质相对湿度条件下,干燥速率、复水率以及维生素C含量从大到小依次为三频((20+40+60)kHz)、双频((40+60)kHz)、单频(60 kHz)、空白对照组;在相同的超声波预处理条件下,干燥介质相对湿度越小,干燥速率和复水率越高,而维生素C含量越低。结论探索了不同相对湿度的干燥介质对超声预处理后的香蕉干燥特性的影响,为选择合适的干燥工艺提供了理论依据。     

柱形料腔中超声空化效应的空间分布特性研究

研究了20 kHz的圆柱形料腔中超声空化效应的形成及其空间分布特性。应用柱贝塞尔函数,推导获取了柱形声场内超声传播的声能密度的分布,并采用有限元方法进行仿真分析。针对频率为20 kHz的功率超声实验,结合声学测量方法和鲁米诺声致化学发光方法,对理论分析结果进行了验证对照。结果表明:料腔半径R=50 mm,20 kHz谐振液位高度H=90 mm时,若功放电流<40 mA,超声空化效应出现在变幅杆端部区域;若40 mA≤功放电流≤80 mA,空化效应显著增强,空化效应的空间分布与场内声压分布一致,空化效应受声模态影响,形成远场空化效应的分布特性;若功放电流>80 mA,受非线性因素影响,谐振液位时,空化效应在声流作用下呈柱形拖尾状分布,并在底部壁面边界形成平铺状分布;非谐振液位高度等于75 mm时,超声空化效应随功率增加仅在变幅杆端部区域出现,且呈现局域空化分布特性。     

双频超声强化从海金沙中提取黄酮的实验研究

采用双频超声强化从海金沙中提取黄酮的研究结果显示:在27℃,海金沙质量与乙醇体积比为0.05g/ml,搅拌器转速、超声功率及频率不变的条件下,质量浓度达到平衡时的60%,搅拌提取需700min以上,槽式超声需105min,探头式超声需45min,而双频超声所需时间不到20min;若提取时间均为60min,则双频超声的提取率为搅拌的11倍,为槽式超声的2倍,为探头式超声的1.8倍。通过选择乙醇浓度、溶剂用量、超声作用时间、浸泡时间因素进行正交实验,得出双频超声提取最佳工艺条件:浓度70%用量为40ml的乙醇,超声作用时间30min,浸泡时间为4h。机理探讨表明,当两束超声波同时传播时,超声作用的均匀性增强,声强增大,使得海金沙颗粒的边界层变薄,外表面剥落,甚至使其颗粒发生碎裂,传质速率大大提高,试验结果表现为双频超声对提取过程具有协同增强作用。     

超声协同静电场提取黄花菜中总黄酮的研究

在自发研究的提取装置的基础上,通过单因素试验,比较超声协同静电场辅助提取和单独使用超声辅助提取黄花菜黄酮的提取效率;采用正交试验,探索超声协同静电场辅助提取黄花菜总黄酮的最优工艺。结果表明:超声协同静电场提取比超声辅助提取可以获得更高的黄花菜黄酮提取得率;超声协同静电场的最佳提取因素组合是静电场为7 kV,超声电功率为600 W,乙醇体积浓度为50%,提取时间为40 min,固液比1:25以及提取温度55℃由单因素试验确定。在最佳因素的条件下,黄花菜黄酮的提取得率最高可达1.48%。通过探讨超声和静电场的作用机理,从理论上解释为超声具有破壁作用,静电场具有破膜作用。两者结合共同作用时,静电场可视为超声场的一个随机干扰,加强了超声空化效应,强化了破坏植物细胞组织,获得了更高的黄酮提取得率。     

声流条件下超声空化气泡分布研究

研究了频率为 20 kHz的超声作用在圆柱形料腔中出现声流现象时超声空化效应的空间分布特性。结合大振幅声源条件下的声辐射力,对声场内的声流现象进行了仿真分析,获取了不同超声功率和液位高度下的声流速度场分布,初步探究了声流条件下空化气泡的运动分布规律。采用超声空化效应的声致化学发光实验,对比研究了有、无声流条件时超声空化效应的空间分布特性。结果表明：功放电流高于 80 mA(电功率为 17.6 W)时,超声场可形成稳定的声致流动现象且可有效提高其声能辐射效率,大大增加了空化效应的作用区域,进而提高了声化学反应效率;声流条件下料腔内超声空化效应的分布区域与超声功率(振幅)、料腔液位高度相关,功放电流从 40 mA(电功率为8.8 W)增加至 120 mA(电功率为 26.4 W)时,空化面积占比提高了 100.86%,液位高度为 60 mm时的空化面积占比较50 mm和 70 mm时分别提高了 13.11%和 73.91%,提高超声功率及选择合理的料腔液位高度,可有效提高空化气泡扩散距离,增大空化分布面积;对于固定形状及尺寸料腔中的声场,声流速度达到一定阈值时,会出现空化效应增强,空化效应增强区域位于大于声流速度阈值的区域内;空化气泡的扩散分布与声流速度场密切相关,表现为随声流速度场的变化在料腔中部沿径向扩散、沿变幅杆轴向且在料腔底部沿径向扩散、沿变幅杆轴向扩散三种扩散分布模式。     

超声对提取海藻二十二碳六烯酸和二十碳五烯酸的影响

二十二碳六烯酸(DHA)和二十碳五烯酸(EPA)具有许多重要的生理活性和营养学功能。通过实验研究了提取温度、料液比、超声功率、频率以及提取时间对超声提取海藻DHA和EPA影响和超声提取的效果,结果表明,适当提高提取温度、溶剂量、超声功率或延长提取时间,DHA和EPA提取率随之提高。当超声功率为50W时,随着超声频率增加,DHA和EPA提取率反而降低。相同料液比时,55℃超声法提取1h比65℃溶剂法提取2h的DHA和EPA提取率提高25%～44%。不同料液比时,当料液比为1:4.5,超声法提取1h,DHA和EPA的提取率分别为79.48%、81.52%;而溶剂法料液比为1:5.5,提取2h时,DHA、EPA的提取率分别仅为63.57%、64.87%。超声提取不仅降低了提取温度、减少了提取时间和提取溶剂量,而且使DHA和EPA提取率明显提高。     

超声辐照促进声化学产额的研究及应用

针对多频超声促进声化学产额的研究热点问题,简述了单频、双频、三频超声辐照的声化学反映规律及其研究进展,分析了多频辐射能显著提高声化学产额的原因。指出了多频超声在医药方面的应用,尤其是在中药复方提取中更显示出其优越性,可以达到很好的提取率,多频辐射有很好的开发前景。     

双频超声破解污泥实验方法

使用20kHz和25kHz双频超声破解污泥装置,根据污泥滤液COD、NH3-N、TP的增量研究复频超声破解污泥的效果,并且详细探讨了影响复频超声破解污泥的影响因素（不同频率组合、不同作用方式、不同功率组合、不同时间组合）。实验结果表明双频超声更有利于污泥破解,为污泥破解方法的应用和今后进一步扩大其研究提供一定的基础。     

Radiofrequency dielectric properties of amorphous semiconducting Y-Ba-Cu-O oxide thin films for bolometric detection

We report the study of dielectric properties of amorphous semiconducting YBCO thin films measured in a broad frequency range, from 40 Hz to 2 GHz and in the 210 to 430 K temperature range, using a coaxial discontinuity technique. At all temperatures, dielectric permittivity and conductivity spectra exhibit typical features of dielectric relaxation processes. A first relaxation at low frequency (300 Hz-2 kHz), observed only at high temperature, might be attributed to interfacial effects. Polarization in the grains of the YBCO thin films could lead to the second relaxation observed at higher frequency (800 Hz-660 kHz). The relaxation frequencies increase with temperature and follow a thermally activated behavior of the Arrhenius-type. Optical near-infrared response of YBCO bolometers exhibits a corner frequency around 40 kHz. Above this frequency, the thermal diffusion is localized inside the YBCO thin film. This frequency is in good agreement with the relaxation frequency attributed to YBCO grains in the thin film, i.e. around 40 kHz at 300 K.     

超声-微波辅助酶法对小米SDF提取和物理性质的影响

目的为了提高小米中水溶性膳食纤维(SDF)的得率,实验采用超声-微波(U-M)辅助酶法提取小米SDF,并对提取工艺进行优化。方法以小米SDF的得率为测定指标,对微波功率、提取温度、提取时间、料液比等4个因素进行单因素试验,并利用正交试验对以上4个因素进行优化。对此条件下提取的SDF和采用传统酶法提取的SDF得率及其物理性质进行研究。结果得到了提取小米粉SDF的最优条件,微波功率为550 W,料液比(g/mL)为1:25,微波温度为55℃,微波时间为20 min,提取率为13.63%,比传统酶法提取的SDF含量提高了46.88%;通过对小米SDF物理性质的测定,发现超声-微波处理对小米SDF的持水力、膨胀力、持油力均有显著提高,分别提高了24.79%,25.16%,15.74%。结论通过超声-微波辅助酶法可以提高小米SDF的得率,对其物理性质影响显著。     

超声对黑曲霉产菊粉酶的影响

为了探索超声提高黑曲霉产菊粉酶的可能,考察了超声处理时间、超声频率和不同发酵时期超声处理等参数的影响。试验发现在黑曲霉的延滞期和对数增长期的初期阶段（〈30h）,40kHz和59kHz的超声处理均抑制了黑曲霉产菊粉酶的活力,高频超声的抑制效果更明显,菊粉酶活力降低了47.4%。在黑曲霉的对数增长期的后期阶段（〉36h）,这两种频率的超声处理均促进了黑曲霉产菊粉酶的活力,低频超声的促进作用更明显,菊粉酶活力提高了29.3%。结果表明,在一定条件下,超声能够促进微生物的发酵产酶。     

核-双壳BT@TiO_(2)@PDA纳米粒子的制备及其复合薄膜的介电性能EI北大核心CSCD

为改善聚酰亚胺(PI)基复合薄膜界面相容性,达到提高其介电性能的目的,利用钛酸正丁酯的水解反应在钛酸钡纳米粒子(BT)表面包覆水合TiO_(2)。采用聚多巴胺(PDA)进一步包覆改性粒子,制备出具有核-双壳结构的钛酸钡纳米粒子(BT@TiO_(2)@PDA)。利用核-双壳结构形成双重梯度缓冲层,减小高介电钛酸钡纳米粒子和低介电聚合物之间由于介电常数差异造成的电场畸变。通过溶液流延法制备一系列含有不同质量分数的改性钛酸钡/聚酰亚胺复合薄膜(BT@TiO_(2)@PDA/PI)。结果表明:核-双壳结构可以改善钛酸钡纳米粒子在聚酰亚胺基体中的分散性及二者的界面相容性。当填料质量分数为40%时,BT@TiO_(2)@PDA/PI复合薄膜的介电常数κ提高到8.8(1 kHz),约为纯聚酰亚胺的2.7倍,为钛酸钡/聚酰亚胺复合薄膜(BT/PI)的1.4倍。介电-温度和介电-频率测试证实,BT@TiO_(2)@PDA/PI复合薄膜具有良好的温度和频率稳定性。在100 kHz的频率范围内,复合薄膜的介电损耗均小于0.010;当填料的质量分数低于40%时,温度从25℃增加到160℃,复合薄膜介电常数的降低数值均不超过0.6(1 kHz)。     

Anomalous temperature dependence of the cavitational strength of water

It is experimentally demonstrated for the first time that the temperature variation of the cavitational strength of water exhibits an extremal character with a minimum at 35–40°C and a maximum near 50°C. The further increase in the temperature is accompanied by decreasing cavitational strength and increasing absorption of the shock waves. A mechanism explaining this phenomenon is proposed, which is based on the concept of microscopic gas bubbles retained by convective flows, the velocity of which grows linearly with the temperature and exceeds the velocity of equilibrium bubble flotation at 50°C.     

脱酚油对大同长焰煤热解萃取的研究

以脱酚油为溶剂,在高压反应釜中对大同长焰煤进行热解萃取研究。考察了反应终温、溶煤比、停留时间等因素对热解萃取产率的影响。同时对萃取产物和原料煤进行了红外光谱分析。结果表明,大同长焰煤在脱酚油中萃取产率受温度影响显著。热解萃取反应在终温400℃、溶煤比8：1时,获得的萃取收率为41．89%（daf）;萃取物分子中的官能团结构与原料煤分子中的官能团结构相似。     

集成锁相环在激光脉冲调制系统中的应用

锁相环由鉴相器、环路滤波器及压控震荡晶体组成,是一个能跟踪输入信号频率和相位的闭环自动控制系统。研制的激光脉冲调制系统采用锁相技术,以单片、集成锁相环代替分立元件,实现了片内鉴频和鉴相的功能。研制的腔倒空驱动器能够输出 4MHz, 800kHz, 400kHz, 80kHz,40kHz, 8kHz, 4kHz, 800Hz, 400Hz 等不同重复频率的脉冲信号,输出功率达到瓦级,满足了声光布拉格池的要求。该激光脉冲调制系统已经应用在皮秒时间相关单光子计数光谱仪系统中,取得了比较理想的效果。     

常温下超声辅助合成乙酸正己酯的影响因素

以乙酸、正己醇为原料,浓硫酸为催化剂,在常温下用超声合成了乙酸正己酯。实验针对有无超声、超声频率、超声声强、温度、催化剂用量等参数对催化合成乙酸正己酯的影响。得到30℃下的优化工艺条件为：声频10 kHz,声强1.0 W/cm2,催化剂用量1.0%（v/v）。实验结果表明,超声在常温下辅助合成乙酸正己酯有很好的效果,酯化率能达到50%以上。该方法具有反应条件温和、操作简单且反应速度很快等优点。