超声波频率对除垢范围及除垢效率的影响

doi:10.16085/j.issn.1000-6613.2015.10.045

化工进展 ›› 2015, Vol. 34 ›› Issue (10): 3809-3813.DOI: 10.16085/j.issn.1000-6613.2015.10.045

超声波频率对除垢范围及除垢效率的影响

傅俊萍, 石沛, 何叶从, 张玉珍, 刘琦, 梁昌胜

长沙理工大学能源与动力工程学院, 湖南长沙 410076

收稿日期:2015-04-10 修回日期:2015-05-07 出版日期:2015-10-05 发布日期:2015-10-05
通讯作者: 傅俊萍(1961—),女,教授,主要从事节能及超声波除垢等方面研究。E-mailfujunping000@163.com。
作者简介:傅俊萍(1961—),女,教授,主要从事节能及超声波除垢等方面研究。E-mailfujunping000@163.com。
基金资助:
国家自然科学基金(51406015)及湖南省科技厅项目(2013NK3003)。

Effects of ultrasonic frequency on descaling scope and descaling efficiency

FU Junping, SHI Pei, HE Yecong, ZHANG Yuzhen, LIU Qi, LIANG Changsheng

School of Energy and Power Engineering, Changsha University of Science and Technology, Changsha 410076, Hunan, China

Received:2015-04-10 Revised:2015-05-07 Online:2015-10-05 Published:2015-10-05

摘要/Abstract

摘要： 当前许多行业存在结垢问题,而利用超声波技术进行除垢得到了广泛应用,其除垢效果却受多种因素影响。为研究超声波频率对除垢性能的影响,本文采用20kHz、28kHz、40kHz 3种不同频率超声波对结垢试件进行了除垢实验,并通过MATLAB编程模拟作了对比分析。结果表明:不同频率超声波,除垢效果不同,并且同一频率下,除垢效率均是换能器中心垂直方向处最高,随着角度向两边发散,除垢效率逐渐降低,且换能器中心垂直方向处的除垢效率随频率的增高而增高,频率为40kHz时,此处的除垢效率最高,达91.11%;随着频率的增高,有效除垢范围逐渐缩小,并向换能器中心垂直方向集中,其中发生器频率为20kHz时,除垢范围最大。这也为在实际工程中合理选取超声波频率进行除垢提供了一定的参考依据。

关键词: 结垢, 超声波频率, 除垢, 模拟, 分布

Abstract: Fouling has become a problem in many industries and ultrasound technology has been widely used for descaling, which is affected by many factors. In order to study the influences of ultrasonic frequency on descaling performances, three ultrasonic frequencies of 20kHz, 28kHz, 40kHz were employed in the descaling experiments, and the results were compared and analyzed using MATLAB. The results showed that different ultrasonic frequencies had different the descaling effects. At the same frequency, the highest descaling efficiency occurred in the vertical center of the ultrasound transducer, and the descaling efficiency decreased gradually with the angle diverging to both sides. The descaling efficiency increased with increasing of ultrasonic frequency. The efficiency reached up to 91.11% at the frequency of 40kHz. As the ultrasonic frequency increased, effective descaling scope gradually narrowed down and focused on the area perpendicular to the transducer center. Descaling scope was highest at the frequency of 20kHz. This research provided references for reasonable selection of ultrasonic frequency for descaling in the actual projects.

Key words: fouling, ultrasonic frequency, descaling, simulation, distributions

中图分类号:

TK124

傅俊萍, 石沛, 何叶从, 张玉珍, 刘琦, 梁昌胜. 超声波频率对除垢范围及除垢效率的影响[J]. 化工进展, 2015, 34(10): 3809-3813.

FU Junping, SHI Pei, HE Yecong, ZHANG Yuzhen, LIU Qi, LIANG Changsheng. Effects of ultrasonic frequency on descaling scope and descaling efficiency[J]. Chemical Industry and Engineering Progree, 2015, 34(10): 3809-3813.

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超声波频率对除垢范围及除垢效率的影响

Effects of ultrasonic frequency on descaling scope and descaling efficiency

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