超声波对液滴冻结状态及传热的影响

• 作者: 丛健 高蓬辉 张东海 周晋鹏 张正函
• 来源期刊: 化工学报
• 关键词: 超声波 冻结状态 传热传质
• 年，卷（期）: 2021,（11）
• 所属期刊栏目: 流体力学与传递现象
• 页码范围: 5117-5128
• 页数: 11页
• 分类号: TQ025.3
• 语种: 中文
• DOI: 10.11949/0438-1157.20200301

摘要

超声波辅助冻结在食品、医疗及生物化学等领域得到了广泛的应用，为了明确超声波对溶液冻结过程中液固比例、孔隙率的影响，揭示冻结过程中热量的传递规律，在液滴冻结状态实验观测的基础上，结合声学及热质传递理论，建立了超声波液滴冻结理论模型，分析了超声波对液滴冻结状态的影响，比较了超声空化效应所引起的传质散热量和超声热效应引起的产热量的大小关系。结果表明：超声波有助于液滴表面的气泡逸出，气泡逸出率越大冻结过程中液固比例越小；当气泡逸出率一定时，液滴越小冻结过程中的孔隙率越大；超声波一定时，逸出率越小冻结过程中的孔隙率越大；对于冷却冻结过程，不同频率和强度的超声波存在合理的超声波加载时间。