超声波乳化 清洗资料讲解.docx

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超声波乳化清洗资料讲解

主成分分析法在超声波乳化柴油制备中的应用

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石油学报（石油加工）,ActaPetroleiSinica（PetroleumProcessingSection）,

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2008年02期

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【作者】徐来；吕效平；韩萍芳；

【Author】XULai,LXiao-ping,HANPing-fang（InstituteofSonochemicalEngineering,NanjingUniversityofTechnology,Nanjing210009,China）

【机构】南京工业大学超声化学工程研究所；南京工业大学超声化学工程研究所江苏南京210009；江苏南京210009；

【摘要】首次采用主成分分析（PCA）法,分析了在用超声波设备制备乳化柴油过程中的乳化剂HLB值、掺水率、乳化剂用量、乳化温度、超声波声强、超声波作用时间等6个因素对乳化柴油稳定性的影响。

结果表明,乳化剂的HLB值、乳化温度和超声波作用时间是影响乳化柴油稳定性的主要因素。

经实验验证表明,主成分操作参数控制方程具有一定的可靠性。

因此,通过优化模型,可以在较少实验次数下得到稳定性较好的乳化柴油（分层时间大于40h）,可为超声乳化实验提供理论依据。

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超声波对柴油乳化的影响

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石油化工,PetrochemicalTechnology,

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2001年08期

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【作者】吕效平；韩萍芳；

【Author】LuXiao-ping,HANPing-fang（CollegeofChemicalTechnolegy,NanjingUniversityofTechnology,NanjingJiangsu210009,China）

【机构】南京工业大学化工学院!

江苏南京210009；

【摘要】通过超声波乳化柴油过程,研究了各工艺参数超声波功率、处理时间、水含量、乳化剂量等对柴油乳化液粒径、稳定性的影响。

利用亲水-亲油值的计算选择表面活性剂,并据此研究、配制了复合型柴油乳化剂。

利用显微摄像技术及算术统计平均的方法表征柴油乳化液水滴粒径。

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超声柴油微乳化研究

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【作者】李建彤；

【导师】吕效平；

【作者基本信息】南京工业大学，化学工程，2004，硕士

【摘要】（微）乳化柴油是一种节能、环保燃料。

在能源紧缺、环保问题日益严重的今天,开发（微）乳柴油越来越受到科研工作者的重视。

微乳化柴油燃烧时由于乳液内部的微小水珠的“微爆”效应,使油雾化成更细小的油滴,增加油滴与空气接触的比表面积,减少了物理上的不完全燃烧和排烟损失,降低氮氧化物的排放,提高了燃烧效率,从而可以达到节能效果,并降低污染物的排放。

超声乳化主要是利用超声的空化效应。

超声用于乳化不仅可以降低乳化剂的用量,同时可以改善乳液的性质,如减小乳液的粘度及乳液中水滴粒径等。

本文研究了超声柴油微乳化,用HLB值筛选法选择复配乳化剂。

通过分光光度计对乳液的浊度和室温下乳液的乳化稳定性进行了考察,并结合乳液的粘度变化,筛选出适合0#柴油乳化的乳化剂及其工艺条件。

超声柴油微乳化的影响因素较多,不仅受超声的声强、作用时间的影响,而且乳化剂用量、掺水量等对乳液性质都有影响。

通过参阅了大量文献,同时也在实验中发现有机极性物的添加对乳液的性质影响较大,可以提高乳液稳定性和降低乳液粘度,本研究通过各种醇的对比实验并结合经济等因素选择乙醇作为有机极性物。

作者对所选乳化剂进行0#柴油微乳化的正交实验,通过分析发现各因素对乳液稳定性的影响顺序为声强>乳化剂用量>乙醇用量>掺水量>超声作用时间>稳定剂用量。

并优选出柴油处理量为200ml时超声柴油微乳化的最佳工艺参数为:

乳化剂用量为2.5wt%,电流为3A（即声强为0.148W/cm2）,稳定剂用量为0.158wt%,超声作用时间为15min,乙醇用量为5%（V）,掺水量为10%（V）。

本实验制备的柴油乳液的稳定时间为300min以上,色泽为透明半透明状。

且制备的柴油乳液放置8个月以上不分层。

超声波对柴油乳化的影响

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石油化工,PetrochemicalTechnology,

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2001年08期

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【作者】吕效平；韩萍芳；

【Author】LuXiao-ping,HANPing-fang（CollegeofChemicalTechnolegy,NanjingUniversityofTechnology,NanjingJiangsu210009,China）

【机构】南京工业大学化工学院!

江苏南京210009；

【摘要】通过超声波乳化柴油过程,研究了各工艺参数超声波功率、处理时间、水含量、乳化剂量等对柴油乳化液粒径、稳定性的影响。

利用亲水-亲油值的计算选择表面活性剂,并据此研究、配制了复合型柴油乳化剂。

利用显微摄像技术及算术统计平均的方法表征柴油乳化液水滴粒径。

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【关键词】超声波；柴油；乳化；乳化剂；

【文内图片】

超声波乳化试验流程图

超声波功率对水滴粒径的影响

超声波作用时间对水滴粒径的影响

超声及表面活性剂对柴油微乳化的影响

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【作者】佘锦锦；

【导师】吕效平；

【作者基本信息】南京工业大学，化学工艺，2005，硕士

【摘要】微乳柴油作为一种较佳的节能、环保燃料,在能源紧缺、环境问题日益严重的今天越来越受到科研工作者的重视。

其节能、降污原理为:

水的加入使微乳柴油燃烧时内部的微小水珠产生“微爆”效应,从而油滴雾化,增加油滴与空气接触的比表面积,减少了燃料的不完全燃烧,降低烟灰和氮氧化合物的排放,提高了燃烧效率。

超声波是一种较为新型的乳化设备,作为制备微乳化柴油的主要方法,目前报道尚少。

超声乳化主要原理是超声的空化效应。

超声波用于微乳化,不仅可以降低乳化剂的用量,而且可以降低微乳柴油中水滴粒径,改善微乳液的性质,提高其稳定性。

乳化剂是一种表面活性剂,对于微乳柴油的制备至关重要。

本文利用普通乳化实验从十几种常见的乳化剂中筛选出对于柴油—水体系乳化能力较强的阳离子表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）为主要的乳化剂;通过对十种短链、中长链醇的筛选确定以正丁醇/正辛醇混合醇作为最佳助剂,可以辅助CTAB制备出外观和普通柴油相似的微乳化柴油。

本文测定并优化了以超声波为主要分散手段,制备上述体系微乳柴油的最佳超声参数:

超声频率40kHz,超声声强0.266W·cm-2,超声作用时间20min。

通过粒径分析仪测得在此最佳超声条件下制备的微乳柴油粒径达到45.3nm。

讨论了微乳柴油稳定性的表征方式,并以粘度指标法和高温分层时间法测定、比较了微乳柴油的相对稳定性。

为了进一步降低制备微乳化柴油的成本,进行了乳化剂复配实验,筛选出能与CTAB复配制备微乳化柴油的乳化剂。

分别为非离子表面活性剂Span80、Span60,阴离子表面活性剂ABS;其中Span80的效果最佳。

采用复配乳化剂制备微乳柴油,可以大大降低乳化剂和助剂醇的使用量,乳化剂用量仅占微乳柴油的2%左右。

通过粗略成本核算,筛选出的三种复配方案,其成本均低于目前市售柴油的价格,即在4070元/吨以下;且稳定性良好,至今已放置6个月以上,外观诱明,无明显变化。

柴油掺水乳化的试验研究

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农业机械学报,TRANSACTIONSOFTHECHINESESOCIETYOFAGRICULTURALMACHINERY,

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1995年03期

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【作者】牟永福；

【机构】浙江黄岩农机管理总站；

【摘要】详细介绍了柴油掺水经超声波乳化后的试验与使用情况，对其燃烧机理、经济性等进行了初步分析与探讨。

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超声柴油微乳化研究

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【作者】李建彤；

【导师】吕效平；

【作者基本信息】南京工业大学，化学工程，2004，硕士

【摘要】（微）乳化柴油是一种节能、环保燃料。

在能源紧缺、环保问题日益严重的今天,开发（微）乳柴油越来越受到科研工作者的重视。

微乳化柴油燃烧时由于乳液内部的微小水珠的“微爆”效应,使油雾化成更细小的油滴,增加油滴与空气接触的比表面积,减少了物理上的不完全燃烧和排烟损失,降低氮氧化物的排放,提高了燃烧效率,从而可以达到节能效果,并降低污染物的排放。

超声乳化主要是利用超声的空化效应。

超声用于乳化不仅可以降低乳化剂的用量,同时可以改善乳液的性质,如减小乳液的粘度及乳液中水滴粒径等。

本文研究了超声柴油微乳化,用HLB值筛选法选择复配乳化剂。

通过分光光度计对乳液的浊度和室温下乳液的乳化稳定性进行了考察,并结合乳液的粘度变化,筛选出适合0#柴油乳化的乳化剂及其工艺条件。

超声柴油微乳化的影响因素较多,不仅受超声的声强、作用时间的影响,而且乳化剂用量、掺水量等对乳液性质都有影响。

通过参阅了大量文献,同时也在实验中发现有机极性物的添加对乳液的性质影响较大,可以提高乳液稳定性和降低乳液粘度,本研究通过各种醇的对比实验并结合经济等因素选择乙醇作为有机极性物。

作者对所选乳化剂进行0#柴油微乳化的正交实验,通过分析发现各因素对乳液稳定性的影响顺序为声强>乳化剂用量>乙醇用量>掺水量>超声作用时间>稳定剂用量。

并优选出柴油处理量为200ml时超声柴油微乳化的最佳工艺参数为:

乳化剂用量为2.5wt%,电流为3A（即声强为0.148W/cm2）,稳定剂用量为0.158wt%,超声作用时间为15min,乙醇用量为5%（V）,掺水量为10%（V）。

本实验制备的柴油乳液的稳定时间为300min以上,色泽为透明半透明状。

且制备的柴油乳液放置8个月以上不分层。

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超声波及乳化剂复配对制备微乳柴油的影响

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化工进展,ChemicalIndustryandEngineeringProgress,

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2006年11期

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【作者】徐宁；佘锦锦；韩萍芳；吕效平；

【Author】XUNing,SHEJinjin,HANPingfang,LüXiaoping（InstituteofSonochemicalEngineering,NanjingUniversityofTechnology,Nanjing210009,Jiangsu,China）

【机构】南京工业大学超声化学工程研究所；南京工业大学超声化学工程研究所江苏南京210009；江苏南京210009；

【摘要】采用超声波处理为分散手段,阳离子表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵为主要乳化剂,正丁醇为助剂,制备微乳柴油。

优化了超声波作用参数:

最佳频率40kHz,最佳声强0.266W.cm-2,最佳超声作用时间20min。

研究了复配乳化剂对制备微乳柴油的影响,选择非离子型表面活性剂Span80、Span60,阴离子表面活性剂十二烷基苯磺酸钠与十六烷基三甲基溴化铵复配制备微乳柴油,其中Span80效果最佳,并且处理相同量的微乳柴油,助剂醇的用量降低为原来的1/6。

微乳化柴油稳定性良好,至今已放置14个月不分层。

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柴油乳化的研究及其进展

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化工时刊,ChemicalIndustryTimes,

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2007年10期

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【作者】许干；王如庭；董国群；

【Author】XuGanWangRutingDongGuoqun（CollegeofLifeSciencesandChemicalEngineeringandChemicalEngineering,HuaiyinInstituteofTechnology,JiangsuHuaian223003）

【机构】淮阴工学院生化院；淮阴工学院生化院江苏淮安223001；江苏淮安223001；

【摘要】传统乳化柴油的研究与应用情况及其存在的问题,乳化柴油的节能降污机理以及微乳化的机理,乳化剂的选择和用量、乳化工艺对乳化柴油的稳定性的影响,乳化柴油对环境的改善,柴油微乳化工艺中微乳液的形成及微乳化柴油的特点。

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乳化柴油的制备原理及工艺研究

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【作者】牛建娜；

【导师】于凤霞；

【作者基本信息】长春理工大学，无机化学，2007，硕士

【摘要】能源和环境保护是人类面临的两大问题。

研究开发新型代用燃料，已成为解决能源短缺，环境污染等问题的主要途径之一。

而乳化油技术被视为是一种降低油耗，改善排放的有效手段。

本文概要地介绍了国内外乳化油的发展与研究现状，并分析了柴油—水的乳化机理及节能原理，提出了课题研究的主要内容、目的和意义。

本文介绍了以Span、Tween系列的复配乳化剂，以HLB值选择乳化剂，进行柴油的掺水实验。

选择不同的掺水比例和乳化剂添加量，配制了几种乳化油。

文中还分析了影响乳化柴油稳定性的因素及乳化原理。

采用适当的乳化工艺及合适的复配乳化剂，乳化柴油的稳定性得到了显著提高。

本文也比较了乳化柴油与纯柴油的粘度和燃烧热，为乳化油的工业应用提供了必要的依据。

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超声清洗影响因素与空化场研究

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【作者】张明超；

【导师】林书玉；

【作者基本信息】陕西师范大学，声学，2013，硕士

【摘要】超声清洗技术目前已越来越多的应用在多个领域,如工业、电子科技、医药卫生、军事、纺织业等等,都在广泛使用这一先进技术。

科研工作者将这一技术通过制造超声波清洗机的方式呈现出来,市面上工业使用和小领域使用的机器在外形上差距较大,但原理都是一样的,那就是运用超声空化效应来对物件进行清洗,与传统的清洗方式相比,采用超声清洗技术显然有很多优势,如清洗效果好,易于实现自动化管理、减少人工劳力、绿色环保无污染等,尤其对于一些精密仪器、形状不规则的物件这种清洗方式更能达到很好的效果。

人们在使用超声波清洗机已有几十年的时间了,但超声波清洗机还是有一些不尽如人意的地方。

超声空化效应的强弱直接影响到清洗效果的好坏,人们在追求高清洗效果的同时其实是在追求强的空化效应。

影响超声空化效应的因素有很多,其中最重要的一点就是清洗槽内液体声场分布的均匀性。

单频超声波形成的驻波场使声强在液体里强弱分布不均,强的地方空化强度高,自然清洗效果好,弱的地方很容易形成清洗盲区,无法达到很好的清洗效果。

超声波清洗机中的换能器常常实用性能较好、价格经济、制作工艺简单的夹心式压电陶瓷换能器,换能器也是超声波清洗机中的核心部件。

为了改善这种现象,本文试图改变超声波清洗机中换能器与清洗槽底部的连接方式,来改善声场的分布情况。

本文主要涉及到以下几个方面的内容：

1.简述超声波与超声场的概念和特点,超声波清洗技术的发展、应用、使用的机理、最新动态；2.研究超声空化机理,探讨空化发生的条件、场内单、双气泡运动的规律及相应的参数,场内的能量转换,影响超声空化效应强弱的因素,超声空化的最新研究进展；3.介绍超声波清洗机的构造、清洗技术的使用原理、清洗机的优点、使用清洗机时的注意事项、超声波清洗机的最新进展；4.设计由纵向换能器和矩形板共同组成的新型振动系统。

这种振动系统中的矩形板将纵向换能器激发的纵向振动转化为弯曲振动,以此来向清洗槽内传递声波能量,辐射声场。

本论文分析了此耦合振动的共振频率、机电等效电路,并通过实验将传统的纵向换能器和新型的复合振动系统分别作为辐射声源来得出清洗槽中的声场分布的区别,以此得出新型复合振动系统可以有效地改善清洗槽内的驻波声场。

超声波在清洗技术中的研究

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【作者】马坤；

【导师】张庆范；

【作者基本信息】山东大学，控制理论与控制工程，2008，硕士

【摘要】超声技术出现在二十世纪初期,近一个世纪的发展表明,超声技术是声学发展中最为活跃的一个部分,如今它已经渗透到国防建设、国民经济、人民生活和科学技术等各个领域。

其中超声波清洗技术也得到了广泛的发展,相比其他多种的清洗方式,超声波清洗显示出了巨大的优越性。

超声波清洗机的高效率和高清洁度,得益于其声波在介质中传播时产生的穿透性和空化冲击波,所以很容易将带有复杂外形,内腔和细孔的零部件清洗干净。

超声清洗的物理机制主要是超声空化,所以要达到良好的效果必须选择合适的声学参数和清洗剂的物理化学性质。

声强愈高,空化愈强烈,但声强达到一定值后,空化趋于饱和。

超声波清洗机主要由超声波发生器和超声波换能器组成,本文重点介绍超声波发生器。

本文涉及以下几方面的内容:

1、主回路的研究:

包括逆变主电路、开关管的保护、功率管驱动和高频变压器的设计,即输入电路（包括输入保护电路、整流滤波电路）、半桥逆变电路（超声频发生电路）和匹配电路（电感匹配）。

主电路设计在满足产生超声频信号和最佳匹配的要求下,又可以使在电网电压过大或者过小输入时保护发生器。

半桥逆变驱动电路的设计本文采用的是IR公司的集成半桥驱动器IR21844。

用这种方法可以避免设计驱动变压器,简化设计步骤,同时可以减少元件,节省成本。

2、换能器电端匹配网络研究:

本文介绍了几种常见的匹配网络,并且根据实际要求选择电感匹配网络。

在设计匹配电感参数时,应用阻抗分析仪精确测量了清洗槽（带有换能器）中有负载（清洗液）时的等效电路的电参数,并根据数学推导出来的匹配电感计算公式求出匹配电感的感值。

3、实现自动频率跟踪的控制电路:

本文采用了数字锁相环的方法,利用集成数字锁相环CD4046和较少的独立元件构成锁相电路,从而提高了自动频率跟踪的可靠性。

4、数字PWM信号发生器研究设计:

采用直接数字频率合成技术（DDS技术）作为信号发生器,将DDS技术应用于信号源中可以大大提高信号源的分辨率,有效的降低成本、缩小体积。

超声及表面活性剂对柴油微乳化的影响

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【作者】佘锦锦；

【导师】吕效平；

【作者基本信息】南京工业大学，化学工艺，2005，硕士

【摘要】微乳柴油作为一种较佳的节能、环保燃料,在能源紧缺、环境问题日益严重的今天越来越受到科研工作者的重视。

其节能、降污原理为:

水的加入使微乳柴油燃烧时内部的微小水珠产生“微爆”效应,从而油滴雾化,增加油滴与空气接触的比表面积,减少了燃料的不完全燃烧,降低烟灰和氮氧化合物的排放,提高了燃烧效率。

超声波是一种较为新型的乳化设备,作为制备微乳化柴油的主要方法,目前报道尚少。

超声乳化主要原理是超声的空化效应。

超声波用于微乳化,不仅可以降低乳化剂的用量,而且可以降低微乳柴油中水滴粒径,改善微乳液的性质,提高其稳定性。

乳化剂是一种表面活性剂,对于微乳柴油的制备至关重要。

本文利用普通乳化实验从十几种常见的乳化剂中筛选出对于柴油—水体系乳化能力较强的阳离子表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）为主要的乳化剂;通过对十种短链、中长链醇的筛选确定以正丁醇/正辛醇混合醇作为最佳助剂,可以辅助CTAB制备出外观和普通柴油相似的微乳化柴油。

本文测定并优化了以超声波为主要分散手段,制备上述体系微乳柴油的最佳超声参数:

超声频率40kHz,超声声强0.266W·cm-2,超声作用时间20min。

通过粒径分析仪测得在此最佳超声条件下制备的微乳柴油粒径达到45.3nm。

讨论了微乳柴油稳定性的表征方式,并以粘度指标法和高温分层时间法测定、比较了微乳柴油的相对稳定性。

为了进一步降低制备微乳化柴油的成本,进行了乳化剂复配实验,筛选出能与CTAB复配制备微乳化柴油的乳化剂。

分别为非离子表面活性剂Span80、Span60,阴离子表面活性剂ABS;其中Span80的效果最佳。

采用复配乳化剂制备微乳柴油,可以大大降低乳化剂和助剂醇的使用量,乳化剂用量仅占微乳柴油的2%左右。

通过粗略成本核算,筛选出的三种复配方案,其成本均低于目前市售柴油的价格,即在4070元/吨以下;且稳定性良好,至今已放置6个月以上,外观诱明,无明显变化。