基于多场耦合的超声辅助提取过程仿真研究

发布时间：2020-12-05 04:18

　　超声波辅助提取法虽然提取产率高、提取时间短,但大规模应用到工业化生产中还存在放大设计的难题。主要原因包括:（1）目前对超声提取过程所涉及的物理场缺乏有效的评价标准;（2）驻波效应导致声场分布不均匀,使空化效应难以发生;（3）超声波强化流体传质的机理尚不明确。基于上述情况,本研究构建了超声提取过程的多物理场耦合模型,实现了超声设备物理场分布的可视化;建立了提取过程中声场分布特性的评价指标,重点研究了不同声学参量、物理参量、换能器布阵方式对声场分布特性的影响,进一步阐明超声波的作用机理。以提取大豆蛋白为例,研究超声频率对蛋白提取率和微观结构的影响,从而验证超声波的作用效果和数值模拟的可靠性。研究结论如下:（1）分析超声提取过程中客观存在的物理场及其相互作用方式,基于声波产生机理、声流作用机理,推导了声固耦合、流固耦合的控制方程,建立了超声提取过程多物理场耦合的数学模型。（2）基于多场耦合的数学模型,通过添加合适的边界条件对超声提取过程进行仿真计算。声场仿真结果表明:超声波传播过程中存在多个正负压强的交变周期,引起媒质分子以平衡位置为中心的振动;随着功率密度的增大,绝对声压先增大后趋于平缓,... 

【文章来源】：江苏大学江苏省

【文章页数】：94 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1.1粒子图像测速（PIV）试验装置图

图 3.1 圆筒状五频超声波辅助提取设备ylinde-shaped five-frequency ultrasound-assisted extraction

图 3.2 声场边界条件Fig.3.2 Boundary conditions of acoustic field4.3流场的构建圆筒状五频超声波辅助提取设备利用逆压电效应在流体介质中产生声场，在


本文编号：2898859