超聲波輔助凍結(jié)在食品、醫(yī)療及生物化學等領(lǐng)域得到了廣泛的應用,為了明確超聲波對溶液凍結(jié)過程中液固比例、孔隙率的影響,揭示凍結(jié)過程中熱量的傳遞規(guī)律,在液滴凍結(jié)狀態(tài)實驗觀測的基礎(chǔ)上,結(jié)合聲學及熱質(zhì)傳遞理論,建立了超聲波液滴凍結(jié)理論模型,分析了超聲波對液滴凍結(jié)狀態(tài)的影響,比較了超聲空化效應所引起的傳質(zhì)散熱量和超聲熱效應引起的產(chǎn)熱量的大小關(guān)系。結(jié)果表明:超聲波有助于液滴表面的氣泡逸出,氣泡逸出率越大凍結(jié)過程中液固比例越小;當氣泡逸出率一定時,液滴越小凍結(jié)過程中的孔隙率越大;超聲波一定時,逸出率越小凍結(jié)過程中的孔隙率越大;對于冷卻凍結(jié)過程,不同頻率和強度的超聲波存在合理的超聲波加載時間。 

【文章來源】：化工學報. 2020,71(11)北大核心

【文章頁數(shù)】：12 頁

【部分圖文】：

超聲波液滴凍結(jié)狀態(tài)觀測實驗系統(tǒng)

液滴凍結(jié)示意圖

圖2 液滴凍結(jié)示意圖文獻[26～28]中冰體的孔隙率在0.05～0.1之間，與本文中實驗觀測得到的孔隙率變化范圍基本吻合。凍結(jié)過程中影響孔隙率的主要因素有環(huán)境溫度T、凍結(jié)時間t、液滴大小D、超聲波強度I及超聲波頻率f。超聲波頻率f的量綱為s-1，表示聲波的特征。超聲波強度為發(fā)射功率，其大小與頻率的平方呈正比，其中已包含頻率。為了表征孔隙率kx與上述5個參變量之間的關(guān)系kx=f(θ)，構(gòu)造如下無量綱參數(shù)θ：

【參考文獻】：
期刊論文
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博士論文
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本文編號：2986316