声化学反应器中空化声场和空化泡之间相位同步的方法_免费论文全文下载

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声化学是20世纪80年代兴起的一门独立化学学科。其工业化应用，主要涉及高效率、低运行成本的声化学反应器。

虽然，早在1993年，作者就发现了降低声化学反应器中声场临界值，以及减少声能损耗的方法――采用调制脉冲声波引发反应器中的超声“空化峰”。
但是，这只是途径之一。本文研究第二种途径――声场中的空化泡相位同步方法。
由于声化学反应为超声波空化效应的次级效应，因此，要提高声化学产率，减低能耗，必须设法提高声化学反应器中的空化效应强度。也就是，在相同的输入电功率情况之下，提高声化学反应器中的可以空化的气泡数量。
这一问题，和作者以前的研究――给声场施加随机微扰相关。
当声场施加随机微扰之后，可以提高空化泡的空化数量，而其中的物理机制，是当声场施加随机微扰之后，声场和随机微扰相位同步时，一部分在通常情况下不会发生空化效应的空化泡将参与空化效应，从而使声化学产率提高。
在实验中有人发现，可采用双频声波的方法。
但是，声波和空化泡之间如何实现相位同步，是个难题。本文将从理论上分析实现的途径，并给出同步电路图。
1 理论
依据文献中的声场微扰理论，在施加随机微扰之后，声场中发生空化效应的空化泡的半径由下式确定：
式中，ω为声场的圆频率。在共振发生时，（l）式变成一个不确定方程：
（2）式表明，如果要想使得发生空化效应的空化泡半径增加，就要施加一个和ωα同步的相位叫ωe，这时，空化声场中空化泡的半径表示为：
一旦同步效应发生，这时声场中可发生空化效应的空化泡半径就是：
比较（3）式和（4）式，可以知道，施加同步微扰之后，声场中发生空化效应的空化泡的半径是增加的。而在通常情况下，这些空化泡不会发生空化效应。
2 电路上的实现
可采用双频交叉声场实现这一过程。
但是，相位的同步，需要电路上的实现。
这是一个双触发的逻辑电路图，它可以实现功率放大器输出电信号的同步。，
3 结论
（1）本文研究了实现声化学反应器中声场和空化泡之间相位同步的理论原理以及电路的实现。
（2）一旦在声化学反应器中实现声场和空化泡空化过程之间的相位同步，则空化声场中空化效应的强度会增加，这就意味着，在输入电功率不增加的前提下，声化学反应器的反应效率会提高。

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