本文關(guān)鍵詞：超聲場下空化氣泡運動的數(shù)值模擬和超聲強化傳質(zhì)研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】： 超聲波作為一種能量形式在液體中所引起的超聲空化,以及空化氣泡與液相相互作用而產(chǎn)生的各種效應(yīng)己在物理、化學(xué)、生物等學(xué)科的基礎(chǔ)研究和應(yīng)用技術(shù)開發(fā)中展示出十分廣闊的前景。超聲空化是一個極其復(fù)雜的過程。空化氣泡在超聲波的作用下,膨脹、收縮、再膨脹、再收縮,多次周期性振蕩直至崩裂,從而引發(fā)許多物理、化學(xué)效應(yīng),如破壞生物組織,加快化學(xué)反應(yīng)速度,產(chǎn)生光輻射等。因此,超聲場下空化氣泡的形成及運動的研究具有十分重要的理論基礎(chǔ)和實際應(yīng)用意義。 本文依據(jù)空化氣泡在超聲波的作用下,膨脹、收縮的運動規(guī)律,把氣泡看作為一個以液體為負(fù)載的振子,沿用Rayleigh方程推導(dǎo)方法,由能量守恒推導(dǎo)出多參數(shù)下空化氣泡壁的運動方程。利用Matlab進(jìn)行程序編寫對方程進(jìn)行了模擬求解并探討了各因素對超聲空化的影響。計算結(jié)果表明:超聲頻率變大,空化泡的振幅變小,不利于聲空化;隨著聲壓幅值的增加,空化泡的運動加劇,利于聲空化;低黏度液體中空化效果更好;低的大氣壓利于聲空化;氣泡直徑小于或等于共振尺寸時利于聲空化;較低的氣泡內(nèi)壓利于聲空化;氣體導(dǎo)熱系數(shù)小空化效果更好。數(shù)值模擬結(jié)果證明:超聲波功率、氣泡內(nèi)壓、氣泡直徑對空化氣泡的運動影響較大。 本文進(jìn)一步探討了超聲場對傳質(zhì)過程的強化。依據(jù)液體“格子”模型推導(dǎo)了超聲場作用下溶液中溶質(zhì)擴散的分子動力學(xué)模型的修正式,探討了超聲強對液相粘度和擴散系數(shù)的影響。分析結(jié)果表明:超聲場的引入使得溶劑分子要受到
【關(guān)鍵詞】：超聲波 Matlab 聲空化 傳質(zhì)
【學(xué)位授予單位】：四川大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2006
【分類號】：TQ021.4
【目錄】：

• 摘要2-4
• Abstract4-8
• 第一章 前言8-10
• 第二章 文獻(xiàn)綜述10-25
• 2.1 超聲化學(xué)的發(fā)展10-11
• 2.2 超聲波在化學(xué)反應(yīng)及傳質(zhì)過程中的應(yīng)用11-16
• 2.2.1 超聲波在化學(xué)中的應(yīng)用11-13
• 2.2.2 超聲場對傳質(zhì)過程的強化探討13-14
• 2.2.3 超聲場強化傳質(zhì)過程的機理研究14-16
• 2.3 超聲波的作用機理16-20
• 2.3.1 熱機制16
• 2.3.2 非熱機制16-20
• 2.4 氣泡動力學(xué)的研究進(jìn)展20-24
• 2.4.1 基本理論公式20-21
• 2.4.2 氣泡壁運動方程研究21-24
• 2.5 本課題的研究內(nèi)容24-25
• 第三章 超聲場下空化氣泡壁運動方程的數(shù)值模擬25-46
• 3.1 空化氣泡壁運動方程25-31
• 3.1.1 模型的簡化25-26
• 3.1.2 氣泡壁運動方程的推導(dǎo)26-28
• 3.1.3 氣泡壁運動方程的數(shù)值計算28-31
• 3.2 計算結(jié)果及討論31-45
• 3.2.1 超聲頻率對空化氣泡運動的影響31-32
• 3.2.2 超聲聲強對空化氣泡運動的影響32-35
• 3.2.3 空化泡初始平衡半徑對空化氣泡運動的影響35-37
• 3.2.4 環(huán)境壓力對空化氣泡運動的影響37-38
• 3.2.5 液體黏度對空化氣泡運動的影響38-40
• 3.2.6 表面張力對空化氣泡運動的影響40-41
• 3.2.7 氣泡內(nèi)壓對空化氣泡運動的影響41-43
• 3.2.8 氣體種類對空化氣泡運動的影響43-45
• 3.3 本章小結(jié)45-46
• 第四章 超聲場對傳質(zhì)過程強化的探討46-67
• 4.1 超聲場對溶質(zhì)擴散的強化作用探討46-55
• 4.1.1 溶液中溶質(zhì)擴散的分子動力學(xué)模型46-48
• 4.1.2 超聲場作用下分子動力學(xué)模型的修正48-50
• 4.1.3 超聲強對擴散系數(shù)的影響及討論50-55
• 4.2 超聲場對液固傳質(zhì)的強化作用55-61
• 4.2.1 液固反應(yīng)縮核模型55-57
• 4.2.2 超聲場作用下液固反應(yīng)縮核模型的修正57-60
• 4.2.3 超聲場強化液固反應(yīng)的討論60-61
• 4.3 超聲場對氣液傳質(zhì)的強化作用61-67
• 4.3.1 液體中氣泡傳質(zhì)模型61-63
• 4.3.2 超聲場作用下氣泡傳質(zhì)模型的修正63-65
• 4.3.3 超聲場強化氣液反應(yīng)的討論65-67
• 第五章 結(jié)論67-68
• 符號說明68-70
• 發(fā)表論文70-72
• 參考文獻(xiàn)72-77
• 致謝77

【引證文獻(xiàn)】

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  本文關(guān)鍵詞：超聲場下空化氣泡運動的數(shù)值模擬和超聲強化傳質(zhì)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：358586