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…     

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。     

超声聚能器空化腐蚀的研究进展

空化腐蚀是影响超声聚能器工作效率和使用寿命的重要因素,研究超声聚能器的空化腐蚀具有重要意义。分析了超声聚能器材质、辐射面粗糙度、材料的微观组织结构和力学性能对其抗空化腐蚀的影响,探讨了抑制空化腐蚀的相关措施。     

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。     

大功率低频超声场测量研究进展

大功率低频超声场的主要特点是有空化产生，这给声场定量测量带来困难，而该类声场的测定是超声清洗、声化学等超声液体处理技术中的基本问题，掌握声场分布和空化强度的信息对于衡量超声系统的性能及其处理效果至关重要。文章综述了迄今用于测量大功率低频超声场的各种方法，将其分为直接测量方法和间接测量方法两大类进行阐述，介绍了每种测量方法的基本原理，并对各自的优缺点进行了对比分析。最后介绍了一些国内外的相关测量设备，结合大功率低频超声场测量领域目前的研究现状，探讨了今后该领域急需解决的问题及其发展方向。     

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...     

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。     

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...     

用碘释放法研究双束脉冲超声辐照的空化产率增强效应

本文首次采用碘释放法发现双束脉冲超声辐照的空化产率增强效应。这一发现无疑对声空化效应的基础研究和声化学技术发展具有重要的意义。     

超声空化效应对溶液电导率的影响

大功率超声作用于溶液时会产生空化效应,并影响溶液的物理化学性质,如电导率、液体粘度及液体表面张力等。文章对不同功率的超声作用于弱电解质溶液时其电导率的变化进行了实验研究,发现溶液电导率与超声波强度有关。当强度增大到有空化产生时,电导率开始减小;继续增大强度,溶液电导率减小到一定程度后有小幅回升现象出现。且液体内空化效应的出现将导致液体的电导率减小,空化达到一定强度时,空化效应引起的局部瞬态高温高压、冲击波和微射流导致的新导电粒子,会使电导率小幅回升。     

超声空化对喇曼散射的影响

1　引言超声空化的过程是集中声场能量并迅即释放的过程。空化泡崩溃时 ,极短时间在空化泡周围的极小空间内 ,产生 50 0 0 K以上的高温和大约 5× 10 7Pa的高压 ,温度变化率高达 10 9K/ s,并伴生强烈的冲击波和时速达 4 0 0 km的射流 [1]。在这样特殊的物理环境下 ,物质的物理性质和一些物理现象是否发生变化或受环境的影响呢 ?作者曾经设计了一种特殊形状的喇曼光谱样品池 ,它既能让激光束透过样品 ,又能在样品中引入超声空化场 ,从而可研究超声空化对喇曼散射光谱的影响 [2 ]。作为该研究工作的继续 ,本文选择了四氯化碳和乙二醇两种样…     

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。     

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B超成像技术监测和评估超声空化

提出了基于B超成像的技术检测手段,利用B超成像技术监测和定量脉冲冲击波治疗过程中空化气泡活动.进一步基于气泡溶解方程和高斯气泡分布,对测得的散射截面进行数值模拟.结果 表明,B超成像技术是监测冲击波脉冲作用下空化气泡时间演化过程的有效工具.通过适当地模拟气泡溶解过程可以估计气泡性质,例如气泡尺寸分布和气体扩散特性.这项...     

金属熔体在超声场中凝固的研究

本文综述了超声场对金属凝固过程的影响，着重总结了声空化、声流所起的作用，同时介绍了超声在新材料制备中的应用。     

相界面上超声空化气泡聚并、滑移促进的传质

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,在充分研究相界面上气泡行为的基础上,根据界面上超声空化气泡生长过程的动力学行为,导出了相界面上超声空化气泡聚并和滑移促进的传质模型。在此基础上,建立了相界面上气泡滑移、聚并及脱离界面逸出这三种气泡行为共同促进的传质模型,该模型可用于描述超声空化界面等相界面上的传质行为,为超声波强化传质过程提供了理论依据。     

用碘释放法研究低频超声的声化学产额

本文用碘释放法研究了２８ｋＨｚ超声的声化学产额随扬强和辐照时间的变化。表明声化学产额随声强呈非线性变化，而随辐照时间近似呈线性变化。进而研究了由２８ｋＨｚ与１．０６ＭＨｚ组成的正交辐照系统的声化学产额。     

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。     

超声场中声压与空化对冰晶分裂的影响

为了探讨超声波强化冰晶二次成核的机理,利用自行研制的超声波冷却实验台,研究了超声波对未脱气蔗糖稀溶液和脱气蔗糖稀溶液中树枝状冰晶体的影响.实验结果表明:未脱气蔗糖稀溶液中的树枝状冰晶体受超声波辐射2s后已发生分裂,而脱气溶液中的树枝状冰晶体受功率相同的超声波辐射6s后却仍未分裂.说明超声场中冰晶发生分裂的主要原因是空化效应,而不是超声波在溶液中传播所引起的声压.     

空化场中纳米镍磷合金粉体材料的制备

尝试利用自制的空化场电化学装置，在水溶液中制备纳米镍磷合金粉体材料，实验装置中包括以电火花技术为基础的空泡发生系统，反应容器，循环冷却系统，真空抽滤系统等。实验结果表明：在空化场的作用下，成功地在NiSO4和NaH2PO2反应溶液中制备出纳米尺度的镍磷合金粉体材料，该材料具有非晶态结构。材料的颗粒尺寸随空化场能量的提高而减小。典型的纳米镍合金的颗粒尺寸为80nm。