超声空化试验方案.docVIP

J I A N G S U U N I V E R S I T Y 学院： 京江学院 班级： J食品1402 姓名： 季越 学号： 4141163049 超声波空化的定义 当超声波能量足够高时，就会产生“超声空化”现象，即指存在于液体中的微小气泡（空化核）在超声场的作用下振动、生长并不断聚集声场能量，当能量达到某个阈值时，空化气泡急剧崩溃闭合的过程。当超声波能量足够高时，就会产生“超声空化”现象，即指存在于液体中的微小气泡（空化核）在超声场的作用下振动、生长并不断聚集声场能量，当能量达到某个阈值时，空化气泡急剧崩溃闭合的过程。空化气泡的寿命约0.1μs，它在急剧崩溃时可释放出巨大的能量，并产生速度约为110m/s、有强大冲击力的微射流，使碰撞密度高达1.5kg/cm2。空化气泡在急剧崩溃的瞬间产生局部高温高压（5000K，1800atm），冷却速度可达109K/s。超声波这种空化作用大大提高非均相反应速率，实现非均相反应物间的均匀混合，加速反应物和产物的扩散，促进固体新相的形成，控制颗粒的尺寸和分布。,超声波技术的应用已经深入到社会生活的各个领域,基本上都是对超声波某一特性的应用,而其中更多的或是相当一部分是利用超声波空化原理实现的。?在清洗方面的应用 超声波空化在脱脂去污方面有着非常广泛的应用。,引起污垢的破坏和脱离;同时,气泡还可以“钻入”缝隙和裂缝中作振动,使污垢脱落,因此适用于复杂形状零件的清洗。,超声波空化在固体和液体表面产生高速的微声流,能够破坏污物,进一步除去和削弱边界污层,加速清洗。,主要作用有: 1)空化产生的冲击波对电极表面进行彻底清洗; 2)超声波空化作用使氢气形成空化泡,从而加快氢气的析出; 3)超声波空化所产生的高速微射流强化了溶液的搅拌作用,加强了离子的运输能力,减小了分散层厚度和浓度梯度,降低了溶液极化,加快了电极过程,优化了电镀操作条件。,超声波空化不仅提高了镀覆速度和效率,同时也提高了镀层的质量,它必将在工业生产中发挥越来越大的作用。,用于制备金属单质或金属合金。Kol-typinNi(CO)4和Fe(CO)5溶液超声热分解分别制得了粒径10nm的无定型Ni粉和Fe粉。,试验结果得到了纳米级的颗粒,这表明,超声波空化所起的作用非常明显,对传统的机械研磨有很好的助磨作用 超声空化对金属材料力学性能的影响近年来,随着非线性声学的快速发展和实验条件的改善,空化的应用潜力和理论价值,使声空化应用的研究又一次成为声学中的焦点。 空蚀是最引人注目的一种空化作用。并不是所以空化现象都会有空蚀的发生,只有当超声波振幅达到一定程度时,才会出现空蚀破坏。空蚀可以破坏任何材料,包括 金属和玻璃、陶瓷等非金属材料。空蚀现象不仅出现在螺旋桨、轮船推进器上,而且出现在深水中服役的设备上,如潜艇、管道等。随着舰船、水轮机等流体机械不 断向高速度、大功率方向发展,空蚀问题变得更为复杂,也对材料的抗空蚀性能提出更高要求。空蚀对金属材料有强大的破坏作用,将威胁到人民的生命财产。 目前,人们在利用空化效应的同时又不得不面对空化带来的破坏。那么怎样才能提高材料的力学性能,减少空蚀带来的灾害,材料的力学性能与空蚀有怎样的关系 呢? 1、研究不同空蚀时间对空蚀率的影响。同种材料不同振幅时,空蚀率随空蚀时间而变化。空蚀率的变化规律是先增大后减小,然后随着空蚀时间的增长,空蚀率 趋于某一定值。 2、研究振幅对空蚀率的影响。空蚀率随着振幅的增大而增大,不同材料增大程度不同。在振幅较小时,铝试件的空蚀率变化较慢,空蚀率较小,抗空蚀程度较 高。钢试件的空蚀率变化较快,空蚀率较大,抗空蚀程度较低。在振幅较大时,铝试件的空蚀率变化较快,空蚀率较大,抗空蚀程度较低；钢试件的空蚀率变化较 慢,空蚀率较小,抗空蚀程度较高。 3、研究空蚀前后,材料表面形貌的变化。超声波处理前材料表面形貌比较均匀,超声波处理后材料表面出现明显的空蚀坑和空蚀沟壑。 4、研究空蚀时间对金属材料抗拉强度的影响。空蚀时间越长,对材料的抗拉强度影响越大。 5、研究超声波振幅对金属材料抗拉强度的影响。在t=2h时,振幅越小,对材料抗拉强度的影响越小。 6、比较超声波处理前后材料的抗拉强度。超声波处理后材料的抗拉强度明显降低。不管是在同一空蚀时间下还是在同一振幅下,空蚀后材料的抗拉强度比空蚀前 都有所降低。