非径向管板焊接接头的超声检测

对AP1000压水堆核电站安全壳贯穿件的非径向管板焊接接头结构特点进行了介绍,并分析其超声检测工艺的重点和难点。通过建立统一的缺陷定位坐标系并结合被检构件的几何特点进行综合分析,推导得出了h值(缺陷回波最高点距套管外壁的距离)的计算方法。为超声检测对这类焊接接头缺陷的准确识别和定位提供了行之有效的方法,为解决这类焊接接头的超声检测技术受限区提供了行之有效的措施。     

超声强化过氧化氢-维生素C体系糖汁脱色的研究

研究超声强化过氧化氢-维生素C复合脱色剂体系对糖汁脱色的规律,考察了超声功率、复合脱色剂用量、超声温度和时间对糖汁脱色率的影响。试验结果表明:超声空化强化过氧化氢-维生素C对糖汁具有良好的脱色效果,当处理糖汁量为100 mL,超声功率为260 W,过氧化氢与维生素C的用量均为1.6 mL,空化温度为70℃,超声时间为6 min时,脱色率达到53.4%。通过正交试验分析,得到各个因素对糖汁脱色率影响的主次关系为:超声功率>复合脱色剂用量>超声时间>空化温度。     

Sustainable progress into batchwise coloration of polyurethane nanofibers by using ultrasonic energy

Abstract

In this decade, aesthetic potentials of electrospun polymeric nanofibers for advanced apparels have been studied. For the first time, we studied the sustainable aspects in the batchwise dyeing process of electrospun polymeric nanofibers in terms of conserving thermal energy and reducing the wastewater pollution. The nanofibrous mats were prepared using polyurethane (PU) polymer followed by dyeing with disperse dyes by conventional (CN) dyeing method as well as ultrasonic (US)-assisted dyeing method. Potential of savings in thermal energy (1000?kcal), dwell time (40?min) and quantity of disperse dyes (1.5% on the mass of nanofibers) were realized during the US-assisted dyeing method in comparison with the CN dyeing method. Further, total dissolved solids (TDS) and chemical oxygen demand (COD) contents of dyeing effluents demonstrated considerable ecological merits of the US dyeing method in terms of 30% reduction in TDS and 46% reduction in COD contents in comparison with the CN dyeing method. Excellent color strength (K/S) (reached 10) of dyed PU nanofibrous mats were achieved by US-assisted dyeing method in comparison with the K/S (reached 6) with CN dyeing method. Attenuated total reflectance-Fourier transform infra-red (FTIR) spectroscopy, UV–Vis spectrophotometer and Scanning electron microscopy (SEM) analysis were also applied during the study for characterization.     

超声改性大豆分离蛋白与大豆可溶性多糖复合乳化体系的冻融稳定性研究

本实验针对不同超声功率改性的大豆分离蛋白与大豆可溶性多糖形成的复合乳液的冻融稳定性进行研究,揭示乳液冻融稳定机理与形成乳液复合物结构特性之间的构效关系。对2次冻融循环处理前后乳液油滴进行共聚焦观察,研究等温结晶固脂含量、油脂被乳化量的变化和作为乳化剂的大豆分离蛋白不同超声处理(0、200、300、400、500 W)下二级结构的变化,进而分析其与乳液冻融稳定性的关系。结果表明:乳液经2次冻融循环处理后随着超声功率的增加聚结程度降低,400 W超声处理的大豆分离蛋白与大豆可溶性多糖复合乳液最为稳定;等温结晶条件下不同乳液固脂含量增加速率不同,但最终平衡时总含量相同;油脂被乳化量发生不同程度的变化;不同超声处理改变了大豆分离蛋白的二级结构,400 W超声处理的大豆分离蛋白无规卷曲结构含量最高。说明不同超声改性的大豆分离蛋白与大豆可溶性多糖会形成不同结构的复合物,影响了乳液的冻融稳定性,初步明确了适当的超声处理能够改善大豆分离蛋白的空间结构,促进其与大豆可溶性多糖分子的键合,进而影响大豆分离蛋白-多糖界面结构特性和乳化体系的冻融稳定性。     

声模态对超声破碎空化场的影响

以20 kHz浸入式超声破碎装置为研究对象，将声场分析与有限元方法相结合，分析了超声破碎料腔在不同声场条件下（液位高度、声源位置）的声模态特性，并对超声场内的空化分布和平均声能密度的变化规律进行探讨，最后应用声学测量方法和图像采集试验进行了验证。结果表明：超声空化的空间分布与料腔中声场的声模态特性相关；料腔半径一定，当液位达到料腔声场的谐振液位时，场内平均声能密度较高，空化效应显著增强，空间分布与场内声压分布一致。在谐振液位时，声源位置的布放对平均声能密度和空化增强影响显著。     

红外菲涅尔透镜的注射超声辅助成型优化

为了提升聚合物红外菲涅尔透镜的光学性能,以其表面微沟槽的成型质量为目标,提出了一种高效的注射超声辅助成型方法,并对工艺参数进行了综合质量优化。首先分析了超声振动对聚合物的加热和加压效应,设计了一套一模两腔的对比试验模具;接着以红外菲涅尔透镜的调制传递函数MTF和齿形平均高度h为优化质量目标,设计了四步骤的多目标优化流程,通过试验设计、基于BP神经网络的质量目标与注射工艺参数关系建模、基于NSGA-Ⅱ的多目标优化和试验验证进行工艺参数的综合优化。实验结果表明:该多目标优化流程具有很高的精度,MTF和h的平均预测误差MPE分别为4.16%和3.32%;注射超声辅助成型的菲涅尔透镜微沟槽具有更高的复制质量,其齿沟槽平均高度h增加了15.6%,且h值的波动量随着h值的增大而增大,MTF值受齿高h均匀性的影响大于齿高h对其的影响。     

轴向超声波辅助磨削工程陶瓷边界损伤实验研究

针对磨削工程陶瓷时边界处易出现损伤缺陷的问题进行了研究,建立了基于磨削参数的边界损伤预测模型。采用单因素法进行了磨削实验,以边界损伤深度为参考对仿真结果进行验证,结果表明,磨削深度对边界损伤影响较大;主轴转速越低,边界损伤值越大,且随主轴转速升高边界损伤值的变化逐渐趋于平缓。与普通磨削相比,超声波辅助磨削能有效改善被加工材料的边界损伤情况。     

超声波强化低品位氧化锌矿在NH3-(NH4)2SO4-H2O体系中的浸出

研究了低品位氧化锌矿在NH_3-(NH_4)_2SO_4-H_2O体系中的浸出,并利用超声波进行了浸出过程的强化。结果表明,超声波能够强化低品位氧化锌矿在氨性浸出剂中的浸出。在总氨浓度为7.5mol/L,n[NH_4~+]∶n[NH_3]为2∶1,反应温度为40℃,反应时间为60 min,超声波浸出,液固比为5∶1的条件下,锌的浸出率可以达到92.1%。当NH3与(NH4)2SO4的摩尔比为1∶1时,此低品位氧化锌矿在浸出Zn2+所形成的配位化合物为[Zn(NH_3)_4]~(2+)。适当增加氨浓度及反应温度可有效提高锌的浸出率。     

超声波加工对蛋清蛋白质结构和凝胶特性的影响

为研究超声波加工对蛋清蛋白质结构和凝胶特性的影响,以蛋清为原料进行超声处理,通过对超声前后蛋清蛋白质的空间结构、分子分布和流变学性能进行分析,同时对超声后蛋清凝胶的保水性、质构特性等进行测定。结果表明,在200 W和400 W的超声处理下,蛋清蛋白发生了折叠和聚集,也有小部分发生了降解。在600 W的超声处理下,蛋清蛋白发生了部分降解,同时还有小部分蛋白发生了聚集。因此,超声使部分蛋白质分子粒径变大,部分蛋白质分子粒径变小,整体分子粒径分布变窄。200 W、10 min和600 W、30 min的超声处理下,蛋清溶液偏向于液体的流变性。在200、400 W和600 W 3种功率的超声处理下,蛋清凝胶的保水性增强。200 W和400 W的超声处理有利于增强蛋清的凝胶强度,使凝胶更加坚固和致密。600 W、30 min的超声处理会使蛋清的凝胶强度显著降低,从而使凝胶的稳定性降低。研究结果可为改善蛋清的凝胶性能提供一定的参考。     

基于超声无损评价的表面粗糙度测量方法

选用不同线切割工艺制备各种表面粗糙度的304不锈钢试块。基于超声波入射到粗糙表面的自由应力边界条件，采用表面回波的幅值均值、离差率和平均功率同时表征粗糙度，根据主成分分析法建立粗糙度的多参数评价模型。实验结果表明，和触针法相比，超声评价法误差最大为3.09%，且其不确定度更低，将该模型用于含粗糙表面试块的晶粒尺寸评价中，评价误差小于5%，可见该方法能有效实现表面粗糙度及材料微观结构的一体化评价，可提高超声自动化评价系统的实用性。