Page 109 - 《应用声学》2021年第1期

第 40 卷 第 1 期 柏文文等： 声波作用下液滴碰并沉降及其氢氧同位素特征 105

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图 1 实验装置示意与实物图
Fig. 1 Sketch and site photo of the device

表 2 实验组次参数
Table 2 Experimental group parameters

实验组 水源 特征粒径 D 90 /µm 实验组数 实验组时间/s 样本数 声波频率/Hz 实验过程 实验日期
A 河水 67 10 1200+1200 40 100 自然沉降 -声波作用交替循环 20190624
B 雨水 21 9 1200+1200 36 100 自然沉降 -声波作用交替循环 20190630
C 雨水 82 3 1200+1200 12 100 自然沉降 -声波作用交替循环 20190629

(5) 水收集及称重 (图 1(a) 中 9、20)：包括烧 度如按照 400 m/s 计， 则气室中的声场为平面
杯、电子秤、抽水泵等。烧杯及电子秤主要用于 驻波场。
收集和测量水质量，抽水泵用于抽取环形槽内的 1.5 实验步骤
汇集水。
(1) 开启温湿度传感器，监测气室和环境温度
1.3 实验方案 与湿度。
(2) 对实验装置做暗室处理，调试激光粒度仪
设计声波作用和自然沉降两种工况，采用自然
至观测状态。
沉降-声波作用沉降交替循环的方式开展实验，采集
(3) 调试液滴生成装置至稳定状态，待气室达
每组工况下液滴样本和汇集水样本，检测、分析样
到饱和状态后进行实验。
本的氢氧同位素值。实验组次安排见表2。
(4) 采集液滴和气室锥形底板汇集水样本 (采
1.4 声波频率及声压级 [15] 样时间：1200 s，样本容量：15 mL)。
为测量气室内定频声源 (频率为 100 Hz，平 (5) 测量气室底部液滴粒径，记录粒径采集时
均声压级为 124 dB) 的声压分布，从气室顶部至 间和采集数据量。
底部每间隔 0.2 m 设置测量截面，总计 11 个测量 (6) 开启声波装置，重复步骤(4)和(5)。
截面。气室内同一截面声压级最大波动 3 dB。气 (7) 重复步骤(4)∼(6)，直至实验结束。
(8) 关闭实验装置，整理实验数据。
室声压级从顶部到底面呈现先减小再增大的变
化规律，气室中心水平面为声压级对称面，最 1.6 同位素检测方法与精度
大和最小声压级分别为 131 dB 和 108 dB，分别 同位素检测仪器为 L2130-iPicarro 水同位素分
位 于 气 室 顶/底 部 和 中 部。 实 验 过 程 中， 气 室 析仪，采用波长扫描光腔衰荡光谱 (WS-CRDS) 技
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中水汽含量达到过饱和状态，气室中的声波速 术测量液态水氢氧同位素值。δ O 的测量精度为