用于声化学的复合换能器的研究

设计了一种夹心式纵弯复合振动模式超声换能器,该换能器由纵向夹心式压电超声换能器与弯曲正六边形薄板组成。采用有限元方法,对一定几何尺寸边界自由的正六边形薄板进行模态分析,得到中心位移最大的某一模态,设计以该模态的频率作为共振频率的纵弯复合模式换能器。当复合振动系统振动模式的共振频率与纵向换能器的共振频率以及正六边形薄板弯曲振动的共振频率一致时,复合振动系统具有较高的有效机电耦和系数,系统声辐射能力较强;频率的理论与测量值的误差可能是设计纵向换能器时未考虑预应力螺栓、前后盖板的形状以及横向振动的影响,材料参数的取值与实际值有误差。弯曲振动的正六边形薄板的几何尺寸大,将会增大复合振动系统声波的辐射面积,因此可以改善局部空化腐蚀问题,并且可以提高槽内声场的均匀性,从而可以提高声化学产率;实验结果表明,换能器的共振频率测试值与设计值基本吻合。     

低能耗、高效率的无泵水力空化联合臭氧降解罗丹明B

采用低能耗、高效率的无泵水力空化装置联合臭氧对50 L罗丹明B溶液进行降解，使用功率仅为230w的电动机驱动自制螺旋桨和孔板水力空化装置。单独水力空化的降解效果非常低，臭氧与水力空化联合处理效果较好。臭氧的最佳流量为2 L/min，臭氧过多会导致气泡过多，抑制水力空化。臭氧流量为2 L/min，罗丹明B初始浓度分别为4、6、8、10 mg/L时，分别经过4、5、6、7 min后降解率接近100%。螺旋桨搅拌不仅促进了臭氧的利用，而且螺旋桨和孔板诱导的水力空化在联合降解中也发挥了重要作用。臭氧-无泵水力空化联合技术避免了大功率水泵的使用，具有能耗低、降解率高、处理能力大等优点，在污水处理中具有良好的实际应用前景。