谐振声场强化纤维素超声微细化效果研究

论文摘要

研究20kHz超声破碎声场条件对纤维素微细化效果的影响。应用柱形声波导理论分析确定并选择合适的超声破碎料腔声场的几何参数,结合声模态方法获得了增强声能密度分布的谐振液位参数,利用有限元方法进行了超声破碎料腔的声场分析,并在2种功率条件进行了谐振液位与非谐振液位的超声破碎试验。结果表明,在谐振液位条件下,破碎料腔声场的声能密度分布与声模态密切相关,且声能密度显著增强,空化作用的分布范围扩大,空化破碎作用明显增强。纤维素超声破碎试验结果显示,与非谐振液位相比,在低功率（<140 W）和较短时处理时间（<7min）条件下,谐振液位状态超声处理的纤维素平均粒径D[3,2]和D[4,3]明显降低。随着超声时间和超声功率的增加,料腔内部声场致流动作用增强,超声场引起的空化效应不再遵循线性声场特点,谐振结构中的破碎能分布被非线性声流扰动,趋同于非谐振超声场的能量分布特性,相同处理条件下的物料粒径差显著降低,但谐振声场仍具有较好的破碎效果。

论文目录

• 1 材料与方法
•   1.1 材料
•   1.2 仪器与设备
•   1.3 方法
•     1.3.1 料腔声场超声波导分析
•     1.3.2 料腔声场的有限元分析
•     1.3.3 纤维素超声微细化处理试验
•     1.3.4 纤维素粒度检测
• 2 结果与分析
•   2.1 谐振料液声场
•   2.2 料腔声场中声压分布特性
•   2.3 不同料腔声场条件下纤维素微细化效果对比
• 3 结论

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 俞剑,吴雪,刘斌,张媛,徐雪冬

关键词: 纤维素,破碎,谐振声场,超声空化

来源: 食品与机械 2019年01期

年度: 2019

分类: 工程科技Ⅰ辑

专业: 轻工业手工业

单位: 北京工商大学材料与机械工程学院

基金: 国家重点研发计划资助项目(编号:2016YFD0400305)

分类号: TS205

DOI: 10.13652/j.issn.1003-5788.2019.01.019

页码: 109-113

总页数: 5

文件大小: 1473K

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