黄永春 周 莹 杨 锋 任仙娥 何 仁

（广西工学院生物与化学工程系，广西 柳州 545006）

蔗糖溶液中超声空化泡运动数值的模拟

黄永春 周 莹 杨 锋 任仙娥 何 仁

（广西工学院生物与化学工程系，广西 柳州 545006）

为了解超声场作用下，蔗糖溶液中空化泡动力学的影响因素及影响规律，运用Rayleigh－Plesset方程模拟空化泡运动过程。结果表明：空化泡的振幅随着超声波频率增大而减小；随着超声波声强的增大而增大，空化变易；随着环境压力增大而减小，空化变难；随着空化泡初始半径增大而减小，空化强度变弱；随蔗糖溶液温度增大而增大，空化强度加大；随蔗糖溶液浓度增大而减小，空化强度减小。研究还发现，双频超声作用的空化效果比单频超声作用时强。

蔗糖溶液；超声；空化泡；动力学；模拟

超声波是频率为20～10MHz的弹性机械振动波。超声技术应用于化学、化工领域形成了声化学，声化学是研究“在声波作用下加速化学反应或者启通新的化学反应通道”的一门新的边缘学科［1］。声化学反应的主动力来自声空化，声空化把声场能量集中起来，然后伴随空化泡崩溃而在极小的空间内将其释放出来，使之在正常温度与压力的液体环境中产生异乎寻常的高温（高于5 000K）和高压（高于5×107Pa），形成所谓的“热点”，从而提高化学反应速度和化工过程，提高化学产率［2］。

制糖过程是典型的化工过程，超声波在制糖工业的应用研究，如超声波强化蔗汁的澄清［3－5］、超声波防除制糖设备的积垢［6，7］、超声强化蔗糖结晶［8－11］等已有报导，部分研究成果还得到了应用。……