超声波对流动液体中夹杂物去除效果的实验研究.pdf

维普资讯 2002年 4月 东 北 大 学 学 报 ( 自 然 科 学 版 ) Apr． 2002 第23卷第4期 J。urnalofNortheastern University(NaturalScience) VoI．23．NO．4 文章编号：1005—3026(2002)040348—04 超声波对流动液体中夹杂物 去除效果的实验研究 白晓清，张 林，李东辉，赫冀成 t (东北大学 材料 电磁过程研究教育部重点实验室，j工宁 沈用 110004) 摘 要：针对利用超声波去陈流动液体中央杂物的效果进行了实验研究．分别以高密度聚乙 烯和普通水、高密度聚乙烯和脱气软化水的超声分离作为研究体系 探索丁超声波输^电功率、液 体流量耐夹杂物总去除率、上浮去除率以及粘跗去除率的影响 实验结果表明 超声波对不同舍气 量液体中央杂物去除均有明显的鼓果，但是机理不同，尚需进一步研究 关 键 词：连续铸钢；超声波处理；夹杂物去除；流动液体；超声波输^电功率；流量 中图分类号：TF777：04264 文献标识码 ：A 近年来，超声波作为外力场分离液体中的液 作为流动介质 ．普通 自来水用净水器过滤并放置 滴 、气泡或微粒的分离技术越来越受到人们的关 一 段时间，使其含气量在常温常压下达到饱和状 注 ．大多数研究者是利用超声波在容器中形成驻波 态．不同液体的选用是为了观察 了懈超声波对不 场 ，微粒或气泡等在声辐射力 的作用下，向垂直于 同含气量液体 中夹杂物去除效果的影响． 声传播方向的声压节或声压腹平面运动．在声交互 1．2 夹杂物的选择及表面处理 作用力 (aoousficfoI)以及旁力 (1ateralforce)的作用 钢液 中的非金属夹 杂物 主要 以脱氧产物 下形成凝聚物．当停止超声波导人后 ，凝聚物会 因 Si0 和AI203为主，其密度分别为 2700kg／n 和 重力或浮力迅速地下降或上升从而达到分离的 目 3900kg ，比钢水密度 7200kg／m 轻 ．模拟夹 的l1q ．另一些研究者利用超声波导人流动液体 杂物颗粒选用齐鲁石油化工塑料厂生产的高密度 中，致力于开发微粒的 批“分离”(batchfm~ionafion) 聚乙烯塑料颗粒，其牌号为 DGDA6098，密度为 技术．该技术根据被分离粒子和母液的不同声学特 940kg ．由于选用 的塑料颗粒与水不浸润，难 性，需要精确地计算并设计 出声分离室 ，尤其是液 以直接加入水中，而且在表面张力的作用下大部 体的^ 口位置需要在声压节或声压腹平面上L4,5J． 分颗粒将聚成 团迅速上浮 ，严重影响模拟效果，所 然而，这些方法中液体的流速一般很小，实验装置 也都是微型的．在冶金生产中，许多过程是在流动 以需用表面活性剂来降低水与塑料颗粒表面问的 表面张力，改善塑料颗粒与水的亲合性 ．实验中央 速度较大的条件下进行的，例如在连铸过程中，金 属液从钢包到中间包等．本文 目的是探索利用超声 杂物的粒径为 i54～180 m，每次加^量为 2g． 1．3 实验装置 波去陈流动金属液体中夹杂物的可能性 ．这方面的 研究工作尚未见报道．