
【化】 ultrasonic coagulation
超声凝聚(Ultrasonic Coagulation)指利用高频声波能量促使悬浮在气体或液体中的微小颗粒聚集、合并的物理现象。该技术通过超声波产生的空化效应和声辐射力,改变微粒运动轨迹,加速其碰撞结合形成更大团聚体,便于后续分离或沉降。
在环境工程领域,超声凝聚被应用于工业废气处理,可高效去除PM2.5等细颗粒物。美国环境保护署(EPA)技术报告显示,特定频率的超声波能使燃煤烟气颗粒团聚效率提升40-60%(来源:EPA Air Pollution Control Technology Fact Sheet)。医学上则用于靶向药物输送系统开发,通过精准控制声场实现载药微粒定向聚集(来源:Nature Reviews Drug Discovery)。
该过程的物理模型可表示为: $$ F_{ac} = frac{πd_pρ_f}{6} cdot frac{∇P}{2ρ_fcf} $$ 其中$F{ac}$为声辐射力,$d_p$是粒径,$ρ_f$为流体密度,$c_f$声速,$∇P$声压梯度。该公式源自《应用声学手册》(来源:Elsevier Handbook of Applied Acoustics)。
超声凝聚是一种利用超声波促使悬浮粒子聚集并沉降的物理过程,主要应用于工业净化和材料科学领域。以下是详细解释:
基本概念
超声凝聚指在超声波作用下,液体或气体中的悬浮粒子(如固体颗粒、液滴等)发生碰撞、粘合,最终体积增大并沉降的现象。其核心在于超声波振动引发粒子间的相对运动,加速聚集过程。
原理机制
典型应用
在镁合金净化中,通过施加18-22kHz超声波,可使非金属夹杂物沉降速度提升,净化效率达50%-90%。此外,也用于污水处理、气溶胶颗粒控制等领域。
效果优势
相比传统过滤或化学方法,超声凝聚无需添加试剂,具有环保性,且能处理微米级细小颗粒。
超声凝聚通过声学作用实现高效物理净化,是材料科学和环保技术中的重要手段。
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