结构化的复合声场及其操纵颗粒有效性的实验研究

程　梅　 董　卫　 乔正辉

(东南大学能源与环境学院, 南京 210096)(东南大学能源热转换及其过程测控教育部重点实验室, 南京 210096)



结构化的复合声场及其操纵颗粒有效性的实验研究

程梅 董卫 乔正辉

(东南大学能源与环境学院, 南京 210096)(东南大学能源热转换及其过程测控教育部重点实验室, 南京 210096)

基于装置各部件固有频率相等的方法,设计制作了一种在平面声腔侧壁离散对称布置16极Helmholtz声源的实验装置,研究了平面声腔内由16极Helmholtz声源构造的复合声场及其对颗粒的操纵特性.通过理论和实验研究了Helmholtz声源的频率特性、平面声腔的谐振特性、平面声腔内复合声场的时空变化特性以及复合声场对平面声腔内充注的烟气颗粒操纵的有效性.结果表明:运行频率为1.805 kHz时,16极Helmholtz声源耦合的平面声腔能够实现同步谐振;平面声腔内形成了声压幅度逐渐衰减的环形复合声场;烟气颗粒被聚集在靠近壁面约0.5个波长的环形区域内,在平面声腔的中部形成了无颗粒区,颗粒聚集区与无颗粒区的面积比约为16∶9.

Helmholtz声源;共振;复合声场;烟气颗粒

驻波可以操纵气相或液相介质中微小颗粒产生有规律的变化.关于驻波声场操纵颗粒行为的特性,国内外学者进行了多方面的研究.Pathak等[1]针对声场中颗粒的团聚模型,模拟研究二氧化硅纳米颗粒悬浮液在声场中的团聚特性.Noorpoor等[2]实验研究声场脱除空气中2.5 μm细颗粒的特性,指出高强度的单频声场对微米级颗粒的脱除效率有……