【概述】

西安科技大學研究團隊使用ATA-309C功率放大器，搭建脈沖聲波激勵實驗系統。

實驗名稱：脈沖聲波輔助噴霧對煤塵助凝-促沉的實驗

實驗內容：為進一步提升普通聲波輔助噴霧降塵對呼吸性粉塵的降塵效率，提出脈沖聲波-化學噴霧降塵方法，通過沉降實驗、噴灑實驗、噴霧粒度分析實驗和脈沖聲波輔助噴霧降塵實驗分析了不同脈沖聲波對煤塵潤濕與團聚的影響規律，研究了脈沖聲波影響下噴霧粒度分布及粉塵濃度變化，揭示了脈沖聲波對霧滴及煤塵顆粒的凝并沉降機理。

研究方向：粉塵防治

測試設備：ATA-309C功率放大器、信號發生器、紡絲裝置、注射器等。

實驗過程：

圖1：脈沖聲波激勵實驗系統

圖2：脈沖聲波影響下分析噴霧顆粒大小的實驗系統

采用信號發生器輸出1300Hz正弦波，對照組實驗條件設置為120dB恒定聲波持續激勵。使用西安安泰科技公司的ATA-309B功率放大器改變聲壓級。實驗設置5組實驗組，每組實驗重復三次求平均值，以4分鐘為一個周期，5組實驗組分別為脈沖1-5次。即通過ATA-309B功率放大器自帶的程序調節為每隔一段時間更改放大倍數和循環次數，從而實現脈沖聲波，脈沖聲波定義為實驗開始后，在0-24秒（s）時聲壓級設置為120dB，24-48s時聲壓級設置為100dB，48-72s時聲壓級設置為120dB，72-96s時聲壓級設置為100dB，以此類推，直到4分鐘結束為脈沖5次；脈沖4、3、2、1分別為每隔30s、40s、60s、120s時，聲壓級在100dB和120dB之間變化一次，通過ATA-309B型功率放大器初始設定后，可以一鍵控制脈沖聲波及其參數變化。研究脈沖聲波對液滴粒度分布及粉塵濃度的影響。

實驗結果：

圖3：脈沖聲波對煤塵沉降的影響

圖4：脈沖聲波對煤塵抑制效率的影響

脈沖聲波（僅關注聲壓級的動態變化）能有效促進煤粉在試劑中的潤濕與團聚。隨著脈沖頻率升高，沉降時間先減后增；而沉降速度則隨脈沖增加先升后降。三次脈沖構成煤粉團聚沉降的優化條件，可使沉降速度、團聚體峰值比例及顆粒尺寸分布均勻性提升104%，實現團聚沉降效果。脈沖聲波可定向調控噴霧液滴粒徑分布至40-225μm區間，該范圍對粉塵捕集效果好。隨著脈沖次數增加，5-40μm與40-225μm粒徑區間的液滴比例先降后升，而40-225μm區間的比例則先升后降。在三脈沖條件下，40-225μm有效捕塵液滴比例達到峰值，此時液滴粒徑分布呈現最小D??值與最大標準差，形成覆蓋更廣、分布更均勻的霧化場，可實現全粒徑煤塵的全面高效捕集，奠定了提升抑塵效率的核心霧化基礎。脈沖聲波與化學噴霧的協同作用顯著提升了煤塵抑制效率，其中脈沖聲波抑制效果優于傳統恒定聲波，而后者又優于無聲波處理。粉塵濃度與抑制效率隨脈沖頻率呈現非線性變化，三脈沖配置構成最佳協同條件。該方案在所有粒徑（PM?至PM??）范圍內實現低濃度與最高捕獲效率，對超細PM?顆粒的增強效果尤為顯著。相較于120分貝恒定聲波，該方法捕獲效率提升32.24%，可實現全粒徑煤塵的綜合控制。

安泰放大器在此應用中的產品優勢：

一、程控脈沖輸出與高壓擺率——精準生成動態脈沖聲波序列

二、大功率輸出——確保聲場強度與穿透性

三、低失真與高輸出穩定性——保障實驗的激勵一致性

【推薦產品】：ATA-309C功率放大器

圖：ATA-309C功率放大器指標參數

本文實驗素材由西安安泰電子整理發布。Aigtek已經成為在業界擁有廣泛產品線，且具有相當規模的儀器設備供應商，樣機都支持免費試用。西安安泰電子是專業從事功率放大器、高壓放大器、功率信號源、前置微小信號放大器、高精度電壓源、高精度電流源等電子測試儀器研發、生產和銷售的高科技企業。