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利用超声波的空化作用具有理论意义和应用价值

发布日期: 2015-01-27  浏览人数:

  利用深圳超声波的驻波效应,发明了一种能够彻底革除过滤器的过滤技术,并把它应用于净化航空发动机油。处理装置由两个同一水平上相向对置的超声换能器所组成,换能器之间放置被处理的污油样品,使两个换能器的频率略有差别,污物粒子将随运动的驻波有规则地横越过两个换能器间的媒质,最终被带走,集中在某一换能器的一侧。

  此种分离系统不仅简单,而且还可用于复杂混合系统的分离工作。因为重的粒子较难移动,故可使粒子按其重量次序进行规则分离,只要在声场下边布设一系列的分叉出口,每一出口将分离出大小或重量相近的粒子。

  超声场强化分离过程发展趋势进一步开展超声场强化分离过程的研究,寻求有效可行的过程强化途径是具有理论意义和应用价值的前沿课题。这方面的工作包括:继续进行超声场强化分离过程的实验研究,寻求利用深圳超声波对固液浸取、液液萃取和过滤等分离过程的高效强化途径;分析声能量与物质间的相互作用形式,结合分离过程自身特点,探讨超声场强化分离过程的机理;尝试超声场强化新型分离技术。

  结晶、沉淀与雾化结晶、沉淀与雾化这3种过程的共性在于,它们都是功率超声作用于液态媒质以产生特殊形态物质。

  超声结晶与沉淀深圳超声波的空化作用能促进结晶,在一些特定情况下,又可表现为简单的聚集,即为沉淀。丘泰球等<23>研究了超声场对蔗糖溶液结晶成核过程的影响。结果表明,在声场作用下,结晶成核过程可以在低饱和度下实现,所得晶核较其他方法均匀、完整、光洁,晶粒尺寸范围分布较窄,发现可加速成核速率,缩短诱导期,显著提高结晶产量,频率越高,结晶时间越短,设备简单,投资较省。在此研究基础上,超声波起晶器已开始付诸工业实施。熔融金属在固化期间进行超声处理,可使晶粒变细,改善其延伸率和机械强度等物理特性。深圳超声波对碳钢的超声处理表明,它可以使晶粒尺度从200m减小到2530m,延展性增加30%40%,机械强度提高20%30%.在制药行业中,为了得到细小而均匀的颗粒,已将超声结晶用于生产口服或皮下注射悬浮液药剂。对工业生产而言,超声辅助结晶或沉淀的一个重要好处是固定沉淀物不会在降温冷却管上沉积,因此可保证系统的冷却速率得到均匀分布。

  超声雾化超声雾化液体,可以得到均匀且大小可以控制的微液滴。当对液体进行深圳超声波雾化时,其雾滴大小取决于频率,工作频率增加,则雾滴变小。超声雾化的发展已有20多年的历史,现已广泛应用于增湿、喷镀和雾化燃料、熔融玻璃、金属及其他材料等。

  英国专利<报道利用13MHz的超声波雾化油墨分离尘埃,证实其能耗很低,效率高,粒径大于1m的尘埃离子均可除去。

  日本专利报道日本佐藤正典利用超声波多级雾化分离出了溶液中质量和粒子半径不同的金属离子。

  乳化和破乳深圳超声波空化作用能使两种不相混合的液体互相分散成为乳浊液,它比机械搅拌效率高,速度快,不用或少用表面活性剂也能产生乳浊液。目前,超声乳化在纺织、软饮料、制药、化妆品、食品和矿物油的乳化等中得到了广泛的应用。中科院声学所<15>研制的悬臂式簧片哨超声波乳化器用于燃料油与水的乳化燃烧,不需添加乳化剂,乳化油中水珠粒径达1m左右,取得了节能6%25%、减少烟尘40%90%、降低NOx20%75%的效果。在煤油混合燃料中加入少量水进行超声乳化混合,可以生产稳定的煤油悬浮液,含煤达40%以上,便于储存和运输,效益显著。

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