摘要：以20kHz浸入式超声破碎装置为研究对象,将声场分析与有限元方法相结合,分析了超声破碎料腔在不同声场条件下(液位高度、声源位置)的声模态特性,并对超声场内的空化分布和平均声能密度的变化规律进行探讨,最后应用声学测量方法和图像采集试验进行了验证。结果表明:超声空化的空间分布与料腔中声场的声模态特性相关;料腔半径一定,当液位达到料腔声场的谐振液位时,场内平均声能密度较高,空化效应显著增强,空间分布与场内声压分布一致。在谐振液位时,声源位置的布放对平均声能密度和空化增强影响显著。

关键词：声模态 超声空化 平均声能密度 谐振液位 

单位：北京工商大学材料与机械工程学院; 北京100048; 中机康元粮油装备有限公司; 北京100083