基于Matlab的超声空化场测量与可视化分析

来源：中国环境科学杂志2016年第3期北京时间：

作者：郭璇, 杨艳玲, 李星, 周志伟, 冀思扬, 韩星航, 王帅, 曾庆品, 张浩

单位：北京工业大学建筑工程学院, 北京 100124

摘要：为探究超声空化机理、明确超声条件对空化效应的影响,采用铝箔腐蚀法,测量了不同条件下槽式与探头式超声装置中空化场分布,在Matlab平台实现了超声空化场的二维可视化,并通过超声基础试验进行分析验证,.结果表明:槽式超声场分布不均匀,随着超声频率的增加,铝箔腐蚀面积减小,空化效应减弱;空化效应在波腹处最明显,高效区面积最大.探头式超声空化场的高效区主要分布在探头轴线附近,随着铝箔与探头距离的增加,空化效应逐渐减弱,低效区面积增加;空化效应随超声波声能密度的增加而增强,声能密度5W/mL时,腐蚀面积可达80%以上.相同条件下,槽式超声波反应器中超声空化效应较强.超声波声能密度越大,处理后的污泥上清液SCOD越高,破解效果好;随着超声频率的增加,污泥破解程度下降,空化效应减弱.

关键词：超声,空化效应,铝箔腐蚀,声场分布

基金资助：

国家自然科学基金项目(51278005);北京市自然科学基金项目(8132007);北京工业大学研究生科技基金(ykj-2014-10681)