温度对超声清洗中空化泡动力学特性的影响

发布时间：2017-12-16 05:27

  本文关键词：温度对超声清洗中空化泡动力学特性的影响

  更多相关文章： 超声清洗 温度 空化泡 动力学 数值模拟 膨胀幅值 溃灭时间

【摘要】：目的为了更合理地利用超声清洗中的空化效应。方法以清洗区单空化泡为研究对象,基于能量守恒原理,建立了空化泡的动力学模型。数值模拟了环境温度、声压幅值、超声频率和超声振幅对清洗区空化泡动力学特性的影响。结果当温度从0℃升高到80℃时,空化泡溃灭时间由579.36μs缩短到181.43μs。高温下空化泡的膨胀速度更快,50℃时空化泡的最大膨胀幅值为51.27,此时空化强度最大。随着声压幅值的增大,空化泡的运动由近似于稳态空化的多周期振荡转变为只经过一次膨胀压缩后溃灭,最大膨胀幅值也由此先减小,后近似于线性增大,溃灭时间先变短,后稳定在150μs左右。随着频率的增大,空化泡的最大膨胀幅值变小,溃灭时间变长,振幅的扰动作用对空化泡半径变化和溃灭时间的影响很小。结论不同温度下空化泡的动力学特性相似,声压幅值的增大和超声频率的降低均有助于提升空化效应,换能器的振动对邻近液体中空化泡的扰动作用可忽略。
【作者单位】： 中北大学机械与动力工程学院;
【基金】：国家自然科学基金(51275490,50975265)~~
【分类号】：TB490;TB559
【正文快照】： Received:2016-05-10;Revised:2016-06-04超声清洗是最早将功率超声应用在工业领域的一项技术,由于其具有低成本和高效能的特点,现已广泛应用于半导体工业[1]、纺织清洗[2]、食品加工[3]、医疗器械[4]等行业。超声清洗利用超声空化的破坏作用和使流体边界层厚度减小[5]等特性,

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 张鹏利;林书玉;张涛;;空化泡液体外围压强的分布[J];应用声学;2012年02期

2 齐水宝;陈伟中;崔炜程;;酒精-水溶液中空化泡的动力学研究[J];声学与电子工程;2011年04期

3 沈壮志;柳楠;;文丘里管反应器空化泡的动力学特性[J];陕西师范大学学报(自然科学版);2012年01期

4 杨日福;赵超;丘泰球;;亚临界水中超声激励空化泡动力学分析[J];应用声学;2012年03期

5 刘亚楠;陈伟中;黄威;高贤娴;姜李安;徐俊锋;朱逸斐;;稳态声空化泡的高精度测量技术[J];科学通报;2005年22期

6 蔡悦斌,鲁传敬,何友声;瞬态空化泡演变过程的数值模拟[J];应用力学学报;1997年02期

7 杨日福;丘泰球;;超临界CO_2流体中空化泡动力学过程分析[J];计算机与应用化学;2008年08期

8 杨日福;丘泰球;郭娟;;超临界CO_2流体中空化泡共振频率的分析[J];华南理工大学学报(自然科学版);2008年07期

9 田红;杨晨;;热物理模型对空化泡崩溃末期第一次闭合特性的影响[J];重庆大学学报;2011年06期

10 蔡悦斌，，鲁传敬，何友声;瞬态空化泡的成长与溃灭[J];水动力学研究与进展(A辑);1995年06期

中国重要会议论文全文数据库 前3条

1 苟杰;崔炜程;陈伟中;;丙三醇水溶液中空化泡动力学参数与浓度的关系[A];泛在信息社会中的声学——中国声学学会2010年全国会员代表大会暨学术会议论文集[C];2010年

2 刘亚楠;陈伟中;黄威;高贤娴;;不同幅度的空化泡动力学演化过程[A];中国声学学会2006年全国声学学术会议论文集[C];2006年

3 曹玉叶;林书玉;;超声双空泡运动特性的研究[A];2010’中国西部声学学术交流会论文集[C];2010年

中国硕士学位论文全文数据库 前6条

1 李晓蒙;超声作用下准静态空化泡运动方程及等温态液滴运动方程的研究[D];陕西师范大学;2015年

2 吕炜;近壁空化泡溃灭的数值模拟[D];浙江大学;2015年

3 鲜秦川;附壁空化泡近自由液面溃灭特性研究[D];大连理工大学;2013年

4 李旷雅;功率超声珩磨磨削区单空化泡动力学及溃灭温度分析[D];中北大学;2015年

5 胡淑芳;液体驻波声场空化特征实验研究[D];陕西师范大学;2010年

6 曹玉叶;超声双空泡相互作用及运动特性的研究[D];陕西师范大学;2011年

本文编号：1294861