《超聲誘導超臨界二氧化碳空化研究》是依託華南理工大學，由盧義剛擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：超聲誘導超臨界二氧化碳空化研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：盧義剛
- 依託單位：華南理工大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
對現有聲空化模型進行簡化和最佳化，建立起適用於超臨界二氧化碳空化研究的物理模型。計算分析超臨界二氧化碳中空化泡在超音波作用下運動形態的變化規律，並通過高速攝像對空化泡的運動形態進行實驗研究，探討空化泡崩潰時間及崩潰程度與泡的線度、超聲頻率、聲壓幅值等因素的聯繫。計算分析超臨界二氧化碳中的空化泡崩潰時泡內溫度、壓力、密度等物理參量的量級範圍以及衝擊波形成的聲場條件。尋求在超臨界二氧化碳中形成空化核的技術手段，設計加工超臨界二氧化碳高壓空化腔，建立起超音波誘導超臨界二氧化碳空化的實驗及測試平台，完成多條件下的超音波誘導超臨界二氧化碳空化實驗，並對聲致發光光強及光譜等進行測試與分析，初步掌握超臨界二氧化碳聲空化的基本特徵和基本規律，形成關於超臨界二氧化碳聲空化的基本理論。研究對於發展聲空化理論和拓展聲空化技術的套用均有重要意義。
結題摘要
迄今為止，超聲空化一直被認為是液態物質中特有的物理現象。關於聲空化的研究多限於常規液態介質中。直到2002年，荷蘭科學家M. W. A. Kuijpers等人才將聲空化推廣到了高壓二氧化碳液體中。考慮到功率超聲在常規液體中套用取得的成效，結合超臨界流體技術取得的初步成果和套用前景，研究在超臨界流體中的聲空化問題具有重要的意義。 本項目從理論上分析了在超臨界二氧化碳中利用超音波誘導空化發生的可能性，分析給出了超臨界二氧化碳的聲空化閾值，給出了可用於超臨界二氧化碳聲空化計算的物態方程，提出了在超臨界二氧化碳中產生空化核的技術手段，計算模擬了超臨界二氧化碳中氣泡的運動和潰滅過程。 設計加工了用於實驗研究的“超聲誘導超臨界二氧化碳空化裝置”。完成了相關金屬片腐蝕實驗，實驗結果展示出空化特性。完成超臨界二氧化碳中超聲誘導產生自由基實驗。用凝膠滲透色譜法（GPC）分析樣品的相對分子質量分布，並用Agilent GPC 軟體採集到各個樣品的分子量分布數據。實驗檢測到分子量分布在20000-100000的高分子化合物。通過由以上兩方面實驗初步判定：利用超音波可以在超臨界二氧化碳中誘導空化發生。
