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什么是超声波聚沉

人们早在20世纪40年代就应用超声波强化气溶胶中悬浮物的聚沉作用,并在美国掀起了一股遍布全国的"超声热"。但是由于超声设备的限制,这般在热很快就冷下来了,在到60年代随着先进的超声设备出现。超声聚沉才开始应用于腐蚀性气体的沉阵、炭黑和碳酸钙的沉降、水泥粉和焦油粉末的回收、敲风炉气体的消除、冶金炉排放烟气处理等。

当超声通过有悬浮粒子的流体媒质时,悬浮粒子开始与媒质一起振动。但由于大小不同的粒子具有不同的相对振动速度,粒子将会相互碰撞、黏合,体积和重量都变大。继而由于粒子变大不能跟随声振动运动,而是作无规则的运动。继续碰撞、黏合、变大,最后沉降下来,这就是超声聚沉的大体过程。

上述模型只能解释多尺寸悬浮体的声场凝聚效应,面对单一尺寸悬浮体系不具有说服力。据此他们提出了以颗粒集体作用的模型为基础的声场凝聚效应解释。该模型不单只考虑两个颗糙间的相互作用力,而是考虑所有颗糙间的整体作用力。在声场作用下,分散质颗粒密度增大区域内,分散质对分散相的有效截面积减少,导致了分散相相对于颗糙的流动速率增加,伴随着速率升高的是分散质之间的挤压力升高,从而固体颗税密度进一步提高,结果加速了聚沉过程。根据这一模型推出了一系列悬浮系统不稳定增量与超声频率和超声功率之间的关系式,并且得到实验事实的验证。

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