Page 68 - 应用声学2019年第2期

214 2019 年 3 月

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෴ඵຉՌඋΓ1 : 3
෴ඵຉՌඋΓ1 : 3
24 ෴ඵຉՌඋΓ1 : 2 24 ෴ඵຉՌඋΓ1 : 2
෴ඵຉՌඋΓ1 : 1
෴ඵѬሏͯረ/mm 16 ෴ඵѬሏͯረ/mm 16
෴ඵຉՌඋΓ1 : 1
20
20
12
12
8 8
4 4
5 10 15 20 25 5 10 15 20 25
۳౜Ϛᝈ⊳↼O↽ ۳౜Ϛᝈ⊳↼O↽
(a) ෴ඵඋΓ˞1 : 1nj1 : 2nj1 : 3Ὂ༏ԧႃԍ˞186 V pp௑Ὂ (b) ෴ඵඋΓ˞1 : 1nj1 : 2nj1 : 3Ὂ༏ԧႃԍ˞194 V pp௑Ὂ
෴ඵຉՌ๯ໟѬሏͯረˁ۳౜ϚᝈᄊТጇ ෴ඵຉՌ๯ໟѬሏͯረˁ۳౜ϚᝈᄊТጇ
图 6 基板倾角对油水混合液滴分离位移的影响
Fig. 6 The effect of substrate inclination on separation displacement of oil/water mixed drop

3.3 油水体积比的影响 积比为 1 : 2 的油水混合液滴分离位移则位于两者
图 7 展示了当基板倾角为 15 、20 时，油水混 中间。有此可知，当激发电压与基板倾角一定时，油
◦
◦
合液滴分离位移与油水混合比例 (1 : 1、1 : 2、1 : 3) 水混合液滴体积比越小，油水分离位移越短。当改
之间的关系。通过观察分析图 7(a) 与图 7(b)，可以 变油水混合比例时，由于体积改变导致混合液滴自
清晰地得出：当激发电压不变时，无论基板倾角为 身的重力 mg 增加，即液滴的下滑力 mg sin α 获得
15 还是20 ，油水混合液滴体积比为 1 : 3 的油水混 相应的增加，在下滑力和声流力的双重作用下，因此
◦
◦
合液滴分离位移最短，油水混合液滴体积比为 1 : 1 加速度 a x 在增大，液滴在镜子基板上达到临界分离
的油水混合液滴分离位移最长，而油水混合液滴体 时间的速度v 在增大，所以油水分离位移S 在减小。

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෴ඵຉՌඋΓ1 : 3 24 ෴ඵຉՌඋΓ1 : 3
෴ඵຉՌඋΓ1 : 2 ෴ඵຉՌඋΓ1 : 2
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෴ඵຉՌඋΓ1 : 1 20 ෴ඵຉՌඋΓ1 : 1
෴ඵѬሏͯረ/mm 16 ෴ඵѬሏͯረ/mm 16
20

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8 8
4 4
138 150 162 174 186 198 138 150 162 174 186 198
༏ԧႃԍ/V pp ༏ԧႃԍ/V pp
(a) ۳౜Ϛᝈ˞15°Ὂ෴ඵຉՌ๯ໟʹሥඋ(1 : 1nj1 : 2nj (b) ۳౜Ϛᝈ˞20°Ὂ෴ඵຉՌ๯ໟʹሥඋ(1 : 1nj1:2nj
1 : 3)Ὂࠫ෴ඵຉՌ๯ໟѬሏͯረᄊॖ־ 1 : 3)Ὂࠫ෴ඵຉՌ๯ໟѬሏͯረᄊॖ־
图 7 油水混合液滴体积比对油水混合液滴分离位移的影响
Fig. 7 The effect of oil/water volume ratio on separation displacement of oil/water mixed drop

基板倾角、油水体积比三个因素影响油水分离位移
4 结论 特性。根据受力平衡方程以及声流理论和牛顿定律

的位移方程、速度方程，分别得出了影响因素与油
本文利用兰姆波装置在倾斜的镜子基板上成
功地实现了油水微分离。该方法简单、高效、易于安 水分离位移相应的特性关系。
装。通过对实验数据的采集与分析，发现激发电压、 结果表明，当基板倾角和油水混合比例一定时，