悬移质溶液超声衰减分析及固相浓度反演

基于 McClements 模型对悬移质两相流声传播进行分析,通过数值模拟探究了悬移质溶液中固相浓度、粒径以及超声频率对声衰减系数的影响作用,其中超声频率的 0. 5 次幂、固相浓度分别与衰减系数呈现一次正相关,固相粒径与衰减系数则呈现一次负相关。 分别得到 3 种因素单独影响下的拟合函数,并建立固相浓度的反演模型,该反演模型与 McClements 模型计算结果之间的相对误差小于 2% 。 搭建了悬移质溶液衰减系数及浓度测量试验系统,进行了在粒径 r = 75 μm,超声频率分别为700 kHz、1. 1 MHz 条件下的固相浓度测量实验,实验结果表明,基于反演模型推演所得浓度值与实际设定浓度之间的最大相对误差为 11. 2% (700 kHz)和 9. 6% (1. 1 MHz)。 所构建的反演模型可为悬移质浓度测量设备的研究提供一定的理论参考。

Ultrasonic attenuation analysis of suspended mass solution and inversion of solid phase concentration