基于譜分析法的超聲空化場(chǎng)三維重建及優(yōu)化研究.pdf

1、超聲空化作為聲化學(xué)反應(yīng)的主動(dòng)力，其在聲化學(xué)反應(yīng)器內(nèi)的強(qiáng)度和分布情況均與反應(yīng)產(chǎn)率密切相關(guān)，對(duì)其進(jìn)行測(cè)量和表征不僅可以為提高聲化學(xué)反應(yīng)效率提供理論基礎(chǔ)，還可以指導(dǎo)聲化學(xué)反應(yīng)器的設(shè)計(jì)和改進(jìn)。本文采用水聽(tīng)器對(duì)超聲清洗槽內(nèi)的超聲場(chǎng)進(jìn)行定量測(cè)量，通過(guò)頻譜分析對(duì)聲場(chǎng)各部分能量進(jìn)行分離，從中提取出空化能量，再利用MATLAB軟件對(duì)測(cè)量結(jié)果進(jìn)行三維重建，使得該方法同時(shí)具備了定量性和直觀性兩種優(yōu)勢(shì)，并通過(guò)圖形用戶界面(GUI)對(duì)程序進(jìn)行封裝，增強(qiáng)了該方法的

2、可操作性。基于此方法，進(jìn)一步研究了液體中超聲空化場(chǎng)分布情況，揭示了超聲槽中空化場(chǎng)的分布規(guī)律。
　　由于超聲空化影響因素眾多，為了在既定條件下實(shí)現(xiàn)超聲空化場(chǎng)的優(yōu)化，本文還研究了頻率、功率、液位、介質(zhì)氣含量等參數(shù)對(duì)超聲空化場(chǎng)的影響。結(jié)果表明：低頻時(shí)空化強(qiáng)度更高，清洗/反應(yīng)力度強(qiáng)，但其均勻性較差，高頻時(shí)空化強(qiáng)度較低，但其均勻性更好，清洗/反應(yīng)面更廣；在可調(diào)節(jié)范圍內(nèi)，功率對(duì)超聲空化影響不如其他因素顯著，但低功率時(shí)空化強(qiáng)度和均勻性仍隨功率增

3、長(zhǎng)而增強(qiáng)，當(dāng)達(dá)到一定值（70W）時(shí)，強(qiáng)度隨功率增長(zhǎng)幾乎不變，均勻性反而會(huì)變差；液位對(duì)于空化強(qiáng)度和分布影響很大，在一些諧振液位處（距底為四分之一波長(zhǎng)的整數(shù)倍），空化強(qiáng)度和均勻性均較好；由于氣體性空化的作用，介質(zhì)中氣體存在造成空化強(qiáng)度的削弱，因此脫氣處理對(duì)改善空化效果影響顯著，通過(guò)研究氣體含量對(duì)超聲空化的影響發(fā)現(xiàn)，降低含氣量對(duì)空化強(qiáng)度和均勻性有明顯的促進(jìn)作用，但當(dāng)氧含量低于一定值（4.32mg/L）后，繼續(xù)降低氣含量反而會(huì)使得空化效果略有降