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文檔簡介
1、換熱器是暖通空調(diào)、熱能工程、化工等領(lǐng)域的主要換熱設(shè)備,這些設(shè)備在運(yùn)行中普遍存在結(jié)垢現(xiàn)象,從而導(dǎo)致其傳熱效果下降,并影響設(shè)備安全。目前,常規(guī)除垢方法存在維護(hù)成本高、產(chǎn)生化學(xué)廢液等問題,難以滿足生產(chǎn)工藝需求,超聲波除垢技術(shù)以其綠色環(huán)保、成本低廉、效果明顯等優(yōu)點(diǎn)得到推廣。但是在工程應(yīng)用中,由于超聲波參數(shù)匹配及換能器布置不合理會造成除垢效率下降,以及換熱器部分區(qū)域無除垢效果。因此,深入研究超聲波除垢效率和范圍是非常必要的。
據(jù)有關(guān)學(xué)者
2、研究,超聲波的指向性決定了除垢范圍,而聲強(qiáng)則對除垢效率有一定影響。本文在點(diǎn)聲源指向性函數(shù)基礎(chǔ)上,建立了非點(diǎn)聲源的指向性函數(shù)和聲強(qiáng)的數(shù)學(xué)模型,并利用MATLAB軟件模擬計算了在不同頻率、換能器半徑參數(shù)下超聲波指向性函數(shù)分布情況,以及超聲波聲強(qiáng)與換能器半徑、超聲波頻率、輻射角度之間的關(guān)系。根據(jù)模擬計算,得出以下結(jié)論:
(1)超聲波頻率為28kHz時,換能器半徑越大,指向性函數(shù)分布范圍越小,聲場逐漸向換能器垂直方向聚集,當(dāng)換能器半徑
3、為50mm時,超聲波指向性范圍集中在換能器中心區(qū)域。
(2)換能器半徑為30mm時,頻率越大,指向性函數(shù)范圍越小,頻率為60kHz時,超聲波指向性范圍達(dá)到最小。
(3)超聲波聲強(qiáng)與功率的平方根成正比,與傳播距離的二次方成反比,功率越大,聲強(qiáng)越大;傳播距離越遠(yuǎn),聲強(qiáng)越小。
(4)超聲波頻率為40kHz時,隨著換能器半徑增大,換能器垂直方向處的聲強(qiáng)值逐漸增大,其它輻射角度處的聲強(qiáng)值較小,當(dāng)半徑為50mm時,聲強(qiáng)
4、在換能器垂直方向處達(dá)到最大。
本文在理論研究的基礎(chǔ)上,還進(jìn)行了超聲波除垢實(shí)驗(yàn),根據(jù)實(shí)驗(yàn)研究,得出以下結(jié)論:
(1)頻率為20 kHz時,除垢范圍最大,隨著頻率的增大,除垢范圍逐漸縮小,集中在換能器圓心的垂直方向附近,換能器半徑對除垢范圍的影響規(guī)律與頻率類似。除垢范圍受頻率和換能器半徑的影響規(guī)律與指向性函數(shù)模擬圖形吻合。
(2)換能器中心處,除垢效率最大,隨著角度向兩邊擴(kuò)散,除垢效率逐漸減小;當(dāng)頻率為20kH
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