Page 144 - 《应用声学》2020年第1期
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140 2020 年 1 月
辐射的工件端面几乎无机油附着,如图 13(f) 所示, (1) 碟形变幅杆相对于传统变幅杆,在相同的
但在阶梯面接壤处有少量机油残余,如图14所示。 水域条件下,能够降低气泡云的集中聚合,减少声波
通过以上聚焦清洗结果对比分析,优化后的碟 衰减,促进声波传递,提高空化区域和空化泡的产生
形变幅杆能使得粘附在工件表面机油加速乳化和 数量。
脱离,显著提升工件表面的去油污能力。 (2) 碟形变幅杆和水域有更大的接触面积,辐
射端面较传统变幅杆大,声波的传递不仅仅局限于
轴向传递,从水域空化泡的分布形状和铝箔腐蚀情
况得知,声波呈球状传播,增加了声波辐射面积。
(3) 在相同的时间内,碟形变幅杆对铝箔的空
化腐蚀、碘离子氧化及工件表面的清洁程度明显优
(a) ၹ̆ᇇॎԫࣨీܫေ (b) ၹ̆͜ፒԫࣨీܫေ
于传统变幅杆,提高了空化强度和声化学反应速率;
其中,空化腐蚀速率是传统变幅杆的 1.6倍,I 产生
−
3
浓度较传统变幅杆提高了32%。
参 考 文 献
(c) ᇇॎԫࣨీܫေ2 minՑ (d) ͜ፒԫࣨీܫေ2 minਾ
[1] Zhang Z, Gao T, Liu X, et al. Influence of sound direc-
tions on acoustic field characteristics within a rectangle-
shaped sonoreactor: numerical simulation and experi-
mental study[J]. Ultrasonics Sonochemistry, 2018, 42:
787–794.
[2] Zhai W, Liu H M, Hong Z Y, et al. A numerical simu-
(d) ᇇॎԫࣨీܫေ5 minՑ (f) ͜ፒԫࣨీܫေ5 minਾ lation of acoustic field within liquids subject to three or-
thogonal ultrasounds[J]. Ultrasonics Sonochemistry, 2017,
图 13 不同时间段工件端面机油残余情况 34: 130–135.
[3] 刘国东, 祝锡晶, 郭策. 功率超声珩磨磨削区空化声场的建模
Fig. 13 Engine oil residual of workpiece end faces
与仿真研究 [J]. 声学学报, 2013, 38(6): 663–668.
at different time periods
Liu Guodong, Zhu Xijing, Guo Ce. Research on mod-
elling and simulation of cavitation sound field in the grind-
ing zone of the power ultrasonic honing[J]. Acta Acustica,
2013, 38(6): 663–668.
[4] Gotoh K, Harayama K, Handa K. Combination effect
of ultrasound and shake as a mechanical action for
textile cleaning[J]. Ultrasonics Sonochemistry, 2015, 22:
412–421.
[5] Niemczewski B. Dependence of cavitation intensity on ul-
trasound frequency in ultrasonic cleaning processes in al-
图 14 阶梯面接壤处机油残余情况 kaline solutions[J]. Transactions of the Institute of Metal
Fig. 14 Engine oil residual at the step face interface Finishing, 2014, 86(6): 332–336.
[6] Jawale R H, Tandale A, Parag R G. Novel approaches
3 结论 based on ultrasound for treatment of wastewater contain-
ing potassium ferrocyanide[J]. Ultrasonics Sonochemistry,
通过 COMSOL 多物理场对传统变幅杆进行声 2017, 38: 402–409.
[7] Wei Z, Linda K W. Combining COMSOL modeling with
场分析,得出该类型变幅杆在水域中具有不均匀的 acoustic pressure maps to design sono-reactors[J]. Ultra-
声压分布特征,提出了一种新颖的具有碟形结构的 sonics Sonochemistry, 2016, 31: 490–498.
变幅杆,能够有效地提高变幅杆的振动幅度,增加水 [8] Nikitenko S I, Naour C L, Moisy P. Comparative study of
sonochemical reactors with different geometry using ther-
域的接触面积,在实际的铝箔腐蚀实验中,碟形变幅
mal and chemical probes[J]. Ultrasonics Sonochemistry,
杆在空化区域和腐蚀速率上有明显的优越性。 2007, 14(3): 330–336.