中国环境科学
中國環境科學
중국배경과학
CHINA ENVIRONMENTAL SCIENCE
2015年
5期
1429-1435
,共7页
郭璇%杨艳玲%李星%周志伟%马长红%张洋
郭璇%楊豔玲%李星%週誌偉%馬長紅%張洋
곽선%양염령%리성%주지위%마장홍%장양
超声%空化效应%数值模拟%有限扩散聚集%絮体破碎
超聲%空化效應%數值模擬%有限擴散聚集%絮體破碎
초성%공화효응%수치모의%유한확산취집%서체파쇄
ultrasound%cavitation effect%numerical simulation%diffusion-limited aggregation%flocs breakage
为探究利于空化效应的超声条件及超声波破碎絮体机理,基于Matlab平台建立空化气泡模型及2种简化的有限扩散聚集(DLA)絮体破碎模型,进行计算机仿真,并通过试验分析得到实际絮体破碎模式.结果表明:随着超声频率的增加,空化效应减弱;声能密度的增加导致空化气泡振幅增大,声能密度为7W/mL时气泡振幅可达初始半径的200倍,空化效果较好.低声能密(0.03～3W/mL)和低超声频率(25～40kHz)处理絮体时,剥蚀作用为主导作用,超声后絮体粒径减小,分形维数增大;声能密度超过3W/mL或频率大于40kHz,大规模破碎占主导作用,实际絮体粒径减幅小且结构散.40kHz的超声频率更利于絮体的破碎,作用10min后,絮体粒径减幅达9.8％,分形维数为1.394,结构更加密实.
為探究利于空化效應的超聲條件及超聲波破碎絮體機理,基于Matlab平檯建立空化氣泡模型及2種簡化的有限擴散聚集(DLA)絮體破碎模型,進行計算機倣真,併通過試驗分析得到實際絮體破碎模式.結果錶明:隨著超聲頻率的增加,空化效應減弱;聲能密度的增加導緻空化氣泡振幅增大,聲能密度為7W/mL時氣泡振幅可達初始半徑的200倍,空化效果較好.低聲能密(0.03～3W/mL)和低超聲頻率(25～40kHz)處理絮體時,剝蝕作用為主導作用,超聲後絮體粒徑減小,分形維數增大;聲能密度超過3W/mL或頻率大于40kHz,大規模破碎佔主導作用,實際絮體粒徑減幅小且結構散.40kHz的超聲頻率更利于絮體的破碎,作用10min後,絮體粒徑減幅達9.8％,分形維數為1.394,結構更加密實.
위탐구리우공화효응적초성조건급초성파파쇄서체궤리,기우Matlab평태건립공화기포모형급2충간화적유한확산취집(DLA)서체파쇄모형,진행계산궤방진,병통과시험분석득도실제서체파쇄모식.결과표명:수착초성빈솔적증가,공화효응감약;성능밀도적증가도치공화기포진폭증대,성능밀도위7W/mL시기포진폭가체초시반경적200배,공화효과교호.저성능밀(0.03～3W/mL)화저초성빈솔(25～40kHz)처리서체시,박식작용위주도작용,초성후서체립경감소,분형유수증대;성능밀도초과3W/mL혹빈솔대우40kHz,대규모파쇄점주도작용,실제서체립경감폭소차결구산.40kHz적초성빈솔경리우서체적파쇄,작용10min후,서체립경감폭체9.8％,분형유수위1.394,결구경가밀실.
