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超声波颗粒测量技术的历史发展

时间:2023-07-02 理论教育 版权反馈
【摘要】:作为一种机械扰动波,超声波在穿过颗粒两相介质时会产生各种“吸收”现象,称为声衰减。1953年,Epstein和Carhart通过对超声波在悬浮液和乳剂中的传播研究发现,颗粒之间产生的动量交换以及颗粒与连续相之间的热传递也是造成“声吸收”的一个重要因素。

超声波颗粒测量技术的历史发展

作为一种机械扰动波,超声波在穿过颗粒两相介质时会产生各种“吸收”现象,称为声衰减。实际上,早在20世纪初,科学家就已经意识到了这种现象。从1910年英国学者Swell研究超声波在雾中的“吸收”开始,不断有学者对超声波在液-固、液-液、固-固两相介质中的传播状况进行研究。1945年,Foldy对高浓度颗粒两相介质中的超声波复散射现象做了详尽的描述。1948年,Urick通过研究发现,超声波在颗粒两相介质中所发生的“吸收”现象,很大一部分是由于悬浮颗粒与连续介质之间存在的黏性效应造成的。1953年,Epstein和Carhart通过对超声波在悬浮液和乳剂中的传播研究发现,颗粒之间产生的动量交换以及颗粒与连续相之间的热传递也是造成“声吸收”的一个重要因素。1955年,C.F.Ying对超声波在弹性固态媒质中传播时分别由球形颗粒、各向同性的非球形颗粒以及球形穴腔所造成的声散射现象进行了研究。1961年,Waterman和Trull提出了颗粒两相介质中声波复散射的数学模型。1972年,Allegra和Hawley一起在Epstein与Carhart工作的基础上,较为完整地研究了颗粒两相介质中的声衰减问题,提出了声衰减和声速的计算数学模型,被称为ECAH理论模型;该模型意义重大,在超声波颗粒测量的发展史上具有里程碑式的意义。1996年,Dukhin对超声波在颗粒两相介质中的衰减机制做了更为详尽的总结,将超声波的衰减原因归结为黏性损失、热损失、散射损失、内部吸收损失、结构损失、电应力损失六种机制,并提出了适用于高密度颗粒高浓度两相介质状态下的拓展耦合相(expanded coupled phase)模型。上述工作为利用超声衰减谱测量颗粒两相介质中的颗粒粒度分布提供了必要的理论支持。(www.xing528.com)

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