超声空化场速熔高分子化合物的现象及其机制

1　引　言超声喷泉的灼热现象导致了喷射超声空化场和空化集中概念的提出[1,2 ] 。本文作者还将这种物理新概念成功地应用于破穿冰块、解冻食品和促进苏铁种子萌发等实验中[3 5] 。进一步的研究还表明 ,从换能器辐射面开始 ,在向上喷射着的这种空化水(场 )的中轴线上均能引起灼热现象。本文报告了这种喷射超声空化场 (水 )速熔高分子化合物的现象 ,并提出了它的机制。1、压电陶瓷换能器 ;2、容器 ;3、自来水 ;4、超声喷泉 (即空化着的水 ,一种喷射超声空化场 ) ;5、试样 (有机玻璃 ,ＡＢＳ塑料等高分子化合物 )图 1　实验装置2　实　验实验…     

人组织液医学超声空化阈值的研究

本文用荧光法检测医用理疗级连续波超声作用于人组织液（血清，血浆）发生空化产生的自由基，超声阈值强度ＩＳＡＴＡ（空间平均时间平均声强）分别为０．７５Ｗ／ｃｍ＾２～０．８５Ｗ／ｃｍ＾２和０．７Ｗ／ｃｍ＾２。本研究证明荧光法是检测医学超声空化的有效方法，并提供离体人组织液超声空化安全阈值的研究结果，同时发现人血清，人血浆空化的程度工化与声强相关关系不同。     

B4用染色法记录液体中大功率超声场的分布

利用染料在纸上染色可以方便、快速地记录液体中大功率超声场的分布，本文给出了这一实验研究的结果，表明该方法在声化学和超声清洗等大功率超声液体处理应用中，对于测量空化强度的空间分布是一种实用、可取的方法     

高压密相流体中超声空化现象的研究

利用空化测试材料研究了超声在高压密相流体CO2中的空化效应,并从理论上进行了分析。实验发现在相同功率的超声作用下,空化测试材料在高压液体CO2中能产生明显的空洞,但在超临界CO2无空洞产生,说明超声能在高压液体CO2(亚临界)产生超声空化现象,而不能在超临界CO2中产生空化现象。理论分析表明,当CO2处于高压液体状态时,由于CO2具有很高的蒸汽压,抵消了外界的高压,因此超声能够产生空化效应;而当CO2处于超临界状态时,由于体系不存在汽-液界面,因此阻碍了空化现象的产生。     

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。     

基于主动超声的轴流水泵空化监测方法研究

空化是影响液流机械使用寿命与性能的主要因素之一.提出一种主动超声探测方法,该方法通过透射方式对空化区域或其附近发射高频超声波,流体的运动会对其中传播的超声波产生影响,流体运动信息调制到超声载波上,通过对已调超声信号的解调,得到流场相关信息.以不同状态下的轴流泵空化流场实验数据为依据,结合高速摄像验证手段,建立基于支持向...     

双频超声空化效应强化提取中药有效成分的实验研究

设计了25kHz和40kHz的双频超声强化提取装置,以碘化钾中碘的释放量研究双频超声的空化效应,并以黄柏为原料研究双频超声对提取小檗碱的强化效果,结果表明:在相同实验条件下,双频超声的空化效应远大于单频超声的空化效应;25kHz与40kHz双频超声时的提取率为64.1%,单频25kHz及40kHz时的提取率分别为36.8%和19.0%,双频超声强化的提取率显著高于单频超声强化的提取率。研究还表明,双频超声强化可以降低提取温度,缩短提取时间,为热敏性药物的提取提供了新的强化方法。     

理疗级超声裂解水分子产生羟自由基的计量

我们曾在一系列研究工作中，采用对苯二甲酸（ＴＡ）作为超声裂解水分子产生羟自由基（ＯＨ） 的指示剂，通过对羟基对苯二甲酸（ＨＴＡ）的荧光检测来研究超声空化的化学效应。本文则报道， 用钻６０γ放射源辐照ＴＡ试液，以对荧光光谱仪进行校准，进而在实验上获得了一系列大于空化 阈值的超声剂量与其所产生的羟自由基数量之间的关系曲线。如强度为０．６４ Ｗ／ｃｍ２的超声波辐 照ＴＡ试液１ｍｉｎ，使每ｍｌ中产生（０．５３±０．１１）×１０１４个ＯＨ自由基；而强度为２．１０Ｗ／ｃｍ２的超 声波辐照１０ｍｉｎ，使每ｍｌ产生（１０．４±１．３６）×１０１４个ＯＨ自由基。     

超声空化泡相界面逸出时相间传质的研究

根据超声空化泡在相间特殊运动时周围流体流动特性,以相间传质渗透理论为依据,结合流体动力学原理,分析了超声空化泡在相间的传质过程,由此建立了超声波声空化气泡相界面逸出时相间传质数学关系式,该式表明,超声功率可使传质系数增加,传质系数不仅与超声波声强近似呈线性关系,而且与扩散系数、气泡的气体体积流率的平方根成正比,同时还与空化泡半径Rd、界面面积S＇等因素有关。采用文献实验数据验证文中关系式,与实验结果相吻合,能较好地描述相界面上逸出超声空化泡时液体中的传质行为。该关系式为超声波强化传质过程提供了理论依据。     

超声雾化对声压谱和声化学反应的影响

超声雾化对声压谱和声化学反应的影响刘金春彭逸华（苏州城建环保学院苏州·２１５０１１）１引言空化动力学［１］表明，只有当气泡自然共振频率高于声波频率，气泡才能经历溃灭过程，形成局部瞬间高温和高压，为声化学反应提供有利的环境条件，这种空化称为有效空化。特...     

水中爆破破冰参数的优化试验

以内蒙古包头市黄河磴口段开河前冰盖为试验对象,采用2#岩石乳化炸药,集中药包型式,炸药量分别为8、10、12kg三种,在冰盖下部不同入水深度处进行水中爆破破冰。通过对试验点冰厚、药包入水深度和破冰效果的量测,得到了集中药包在相同药量下,药包入水深度与爆破破冰体积的关系。研究了相同重量的集中药包在不同入水深度条件下的破冰效果,得出了在炸药重量、药包入水深度等优化参数组合条件下,爆炸能量才能得到充分利用,爆破破冰效果达到最佳的结论。     

输电线路导线断线试验及数值模拟分析

通过构建连续3档输电线路段,进行了不同导线型号、不同覆冰厚度的导线断线试验,测试了不同工况下跨中点导线张力及跨中点横向位移时程,计算了不同工况下试验线路段的阻尼比,确定了不同工况下导线张力的动力冲击系数。试验结果表明,离断线位置越近,冲击效果越明显;覆冰越厚,动力冲击系数越小,无冰时的动力冲击系数明显高于覆冰时的数值。随覆冰厚度的增加,断线前初始张力逐渐增大,断线残余静态张力与初始张力的比值逐渐增大;覆冰断线时第1峰值张力大都接近初始张力。有限元模型中采用试验识别确定的阻尼比,完成了不同断线工况下的数值模拟,各个断线工况的残余静态张力和第1峰值张力与试验值基本一致,最大误差分别为5.6%和12.9%。     

水下爆破破冰爆炸冲击波传播规律数值分析

利用动力分析软件ANSYS/LS-DYNA模拟研究水下爆破破冰过程中爆炸冲击波压力的作用特征和传播规律,对比分析在冰体覆盖的相对封闭条件和常规水下爆炸时水中压力变化的差异性。研究表明:爆炸冲击波产生的水压力以炸药为中心向四周传播,对冰面破碎起主要作用,被扰动冰体主要发生振动折裂。炸药周围近区压力初始峰值大体上相同,爆源远区相差较大,冰盖的存在减弱了爆破能量的耗散。对于相同集中药包,入水深度直接影响爆破破冰效果。和常规水下爆炸相比,在冰体覆盖的相对封闭条件下水中峰值压力较小,衰减速度较慢。     

超声波对水的过冷度影响的实验研究

对水的过冷度的研究在冰蓄冷和低温生物等许多领域都有重要意义。通过引起压力场的波动，超声波能够对水的过冷结冰过程产生影响。经对800kHz超声波作用下，水的过冷度进行实验研究，发现超声波能够大幅度降低水的过冷度。超声的这种作用与空化现象有关。     

冰凌下水中延长药包爆破破冰的试验研究

结合典型实例,阐述了冰凌危害,指出黄河凌汛是最大的无讯潜伏灾难,必须加强研究遏制冰凌危害的有效科学方法。本文推导了冰凌下延长药包爆破破冰的药量计算公式,并在黄河冰凌爆破中进行了试验研究,取得了理想的效果。证明了所推导的药量计算公式是科学合理的,所应用的施工工艺也是可行的。试验的结果对于今后黄河冰凌爆破的进一步研究,有重要的现实意义。     

黄河冰坝爆破模拟试验研究

通过冰坝爆破自行溃决模拟试验,获得冰坝体爆破最佳位置与爆破规模的相关参数。研究结果表明:爆破部位为冰坝头部;爆破点置于河道中心线上,距坝头1/6坝体宽处;冰坝爆破所用单位体积炸药量q=65g/m³,药包应置于河道底部。所得研究成果可为类似工程提供参考。     

冰凌下水中延长药包爆破破冰的试验研究

结合典型实例,阐述了冰凌危害,指出黄河凌汛是最大的无讯潜伏灾难,必须加强研究遏制冰凌危害的有效科学方法。本文推导了冰凌下延长药包爆破破冰的药量计算公式,并在黄河冰凌爆破中进行了试验研究,取得了理想的效果。证明了所推导的药量计算公式是科学合理的,所应用的施工工艺也是可行的。试验的结果对于今后黄河冰凌爆破的进一步研究,有重要的现实意义。     

集中药包爆破破冰的试验研究

黄河凌汛灾害危害面积广,为解决凌汛灾害需进行防凌破冰。分析了2013年²014年在黄河包头地区开河期进行的爆破破冰试验有关数据,总结了药量、破冰体积、药包最佳入水深度、破冰孔距、排距等技术参数之间的关系及有关计算公式,得到药包在最佳入水深度处爆破破冰体积与药量的关系及最佳入水深度;得到破冰工程计算式,通过调节经验系数、药包埋深等,可取得最佳爆破破冰效果,为解决爆破破冰及防凌破冰装备的研制提供参考。     

A numerical model for real-time simulation of ship-ice interaction

A ship advancing in level ice will introduce several failure processes to the ice sheet, such as localised crushing and breaking due to bending stresses. The resulting ice fragments will interact with each other, with water and with the hull of the ship. They may rotate, collide, or slide along ship's hull, and eventually they will be cleared away. The situation is different in a broken ice field, i.e., large ice floes may behave similar to level ice while smaller floes will mostly be pushed aside, rotated or submerged. Modelling of such a complex system is very demanding and often computationally expensive which would typically hinder the chances for real-time simulations. This kind of simulations can be very useful for training personnel for Arctic offshore operations and procedures, for analysing the efficiency of various ice management concepts and as a part of the onboard support systems for station keeping. The challenge of meeting the real-time criterion is overcome in the present paper. The paper describes a numerical model to simulate the process of ship-ice interaction in real-time. New analytical closed form solutions are established and used to represent the ice breaking process. PhysX is used for the first time to solve the equations of rigid body motions in 6 degrees of freedom for all ice floes in the calculation domain. The results of the simulator are validated against experimental data from model-scale and full-scale tests. The validation tests exhibited a satisfactory agreement between the model calculations and experimental measurements.     

海冰与锥体抗冰结构动力作用的数值模拟

结合渤海海冰的实际情况,应用显式动力分析软件LS-DYNA模拟海冰和海洋平台锥体抗冰结构相互作用的弯曲断裂过程。模拟结果展示出和现场观测一致的弯曲断裂过程,海冰断裂长度和冰力分布符合现场实测数据结果。平台结构所受最大冰力出现在环向裂纹出现时;通过分析不同冰速对断裂长度、冰力和平台响应的影响可以发现断裂长度对冰速变化并不敏感,对海冰破碎周期有明显的影响。