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超声波技术提升冶金过程的“三传一反”

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发表于 2022-4-19 11:23:12 | 显示全部楼层 |阅读模式
超声波技术在20世纪五六十年代才开始在医学领域有所应用,但随后也有了长足的进步。目前,除医学领域的应用外,超声技术已经在半导体行业、光学行业、石油化工行业等方面有了成熟的应用,但主要还是利用它方向性好,穿透能力强等特点,来进行清洗工作。

超声波技术已经成为日益重要的一种强化手段,除了上述提到的应用之外,在其他领域也有着非常出色的应用潜力有待开发。

超声波强化冶金过程的原理:

众所周知,冶金过程中的“三传一反”是影响工艺效率、速度和能力的本质因素,也概括了冶金化工生产的全部过程。所谓“三传”,指的是质量传递、动量传递和热量传递,“一反”则指的是化学反应过程。如何对冶金工艺进行改良,本质上来说,应该从如何提高“三传一反”的效率和速度入手。

从这个角度来说,超声波技术对于质量、动量和热量的传递都有着良好的促进作用,而这些促进作用主要是由于超声波所固有的特性决定的。总结来看,超声技术应用于冶金工艺中,会发生以下三种主要效应:

一、空化效应

空化效应是指存在于液相中(熔体、溶液等)的微气核空化泡在声波的作用下振动,当声压达到一定值时发生的生长和崩溃的动力学过程。液相中产生的微小气泡,经理长大、破裂、泯灭过程,在气泡机器周围微小空间内出现热点,从而出现高温高压区,促进反应的进行。

二、机械效应

机械效应是超声在介质中前进时所产生的效应。超声波的高频振动及辐射压力可形成有效的搅动与流动,使媒介指点在其传播空间内进入振动状态,从而加快物质的扩散及溶解过程。机械效应结合空化气泡的振动,对固体表面产生的强烈射流及局部微冲流,能显著减弱液体的表面张力及摩擦力,并破坏固-液界面的附面层,因而达到普通低频机械搅动达不到的效果。

三、热效应

热效应是指在一定温度下,体系在变化过程中放出或吸收的热量。超声波在媒介中传播时,其能量会不断被媒介质点吸收,从而转化为热能,促进反应过程的热量传递。

通过超声波技术(www.hzpmsonic.com/prolist_t43.html)特有的效应,可以有效提高冶金过程中的“三传一反”效率和速度,提升矿物活性,减少原料用量,缩短反应时间,从而达到节能降耗的目的。


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