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物理學(xué)畢業(yè)論文4000字

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物理學(xué)畢業(yè)論文4000字

  物理學(xué)作為眾多學(xué)科中的基礎(chǔ)學(xué)科,但是要學(xué)好物理學(xué)卻不簡(jiǎn)單。那物理學(xué)的畢業(yè)論文要怎么寫呢?下文是學(xué)習(xí)啦小編為大家整理的關(guān)于物理學(xué)4000字畢業(yè)論文的范文,歡迎大家閱讀參考!

  物理學(xué)畢業(yè)論文4000字篇1

  芻議熱力學(xué)熱量轉(zhuǎn)移問(wèn)題

  摘 要:溫度是標(biāo)志物體冷熱程度的參數(shù)。也可以從熱力學(xué)第零定律出發(fā),用熱平衡概念來(lái)定義溫度。將冷熱程度不同的兩個(gè)系統(tǒng)相互接觸,它們之間會(huì)發(fā)生熱量傳遞。經(jīng)過(guò)足夠長(zhǎng)時(shí)間,它們將達(dá)到相同的冷熱程度,熱傳遞不再進(jìn)行。這種情況不隨時(shí)間變化稱為熱平衡。熱力學(xué)第一定律可表述為:當(dāng)兩個(gè)熱力系統(tǒng)各自與第三個(gè)熱力系統(tǒng)處于熱平衡時(shí),這兩個(gè)系統(tǒng)彼此之間也處于熱平衡。處于熱平衡狀態(tài)的各個(gè)系統(tǒng)具有某一宏觀共同特性且此特性只是熱力狀態(tài)的函數(shù),標(biāo)志此宏觀共同特性的物理量就稱為溫度。所以溫度的熱力學(xué)定義是判別各熱力系統(tǒng)是否處于熱平衡的一個(gè)狀態(tài)參數(shù)。

  關(guān)鍵詞:熱力 熱量 轉(zhuǎn)移

  一、湍流熱轉(zhuǎn)移

  湍流在發(fā)展速度曲線會(huì)出現(xiàn),占據(jù)表面附近的空間同時(shí)流的中央纖芯是湍流。以解析確定該傳熱形勢(shì)下,我們需要像往常一樣在溫度分布知識(shí)中找到答案。至獲得此溫度分析必須考慮到的影響在湍流漩渦中的熱量和動(dòng)量的轉(zhuǎn)移。我們將使用一個(gè)近似分析涉及的熱傳導(dǎo)和運(yùn)輸?shù)膭?shì)頭在運(yùn)輸流(即粘性效應(yīng))在層流穿過(guò)流元件的熱流量可以被稱為雷諾管流來(lái)表示。它涉及傳熱率在管流動(dòng)的摩擦損失并與實(shí)驗(yàn)步驟一起使用時(shí)與氣體的普朗特?cái)?shù)都接近于1。一個(gè)假設(shè)在分析中,一個(gè)經(jīng)驗(yàn)公式為紊流摩擦因數(shù)高達(dá)約雷諾數(shù)在光滑管的流動(dòng)預(yù)測(cè)傳熱系數(shù)的比那些在實(shí)驗(yàn)中觀察到略高。在討論目的中這一點(diǎn)已經(jīng)表明,人們可以在一個(gè)動(dòng)蕩的熱傳遞的關(guān)系到達(dá)相當(dāng)簡(jiǎn)單的解析方式。正如我們所指出的一個(gè)嚴(yán)格的開發(fā)傳熱和流體之間的摩擦雷諾類比涉及到超越的考慮我們的討論和推理這里選擇的簡(jiǎn)單路徑的范圍是提供用于表示該物理過(guò)程的一般性質(zhì)的目的。為計(jì)算方便更正確的關(guān)系在平穩(wěn)用于湍流管式,我們比較研究。

  二、高速傳熱分析

  我們以前對(duì)邊界層傳熱的分析忽視影響邊界層內(nèi)的粘性耗散。當(dāng)自由流速度是非常高如高速飛機(jī)這些散熱效果必須加以考慮。我們開始分析考慮絕熱情況下即一個(gè)完美的絕緣墻。在這種情況下壁溫度可能會(huì)比自由溫度高,即使沒(méi)有發(fā)生熱傳遞。此高溫導(dǎo)致的兩種情況:增加流體的溫度,因?yàn)樗粠У狡溆嘣诎灞砻嫔贤瑫r(shí)將動(dòng)能流被轉(zhuǎn)化成內(nèi)部的熱能,由于粘性耗散可以起到加熱效果,考慮到這一種情況氣體的動(dòng)能被轉(zhuǎn)換成熱能量作為氣體被帶到這個(gè)過(guò)程是由穩(wěn)流能量描述方程為一個(gè)絕熱過(guò)程:在實(shí)際情況下一個(gè)邊界層流問(wèn)題的流體不會(huì)帶來(lái)可逆的粘性作用?;旧鲜且粋€(gè)熱力學(xué)不可逆過(guò)程感此外并非所有的自由流的動(dòng)能被轉(zhuǎn)換成熱能部分失去熱量一部分消耗在粘性的工作形式考慮到在邊界層流動(dòng)系統(tǒng)的不可逆性。

  其中實(shí)際的絕熱壁溫度是靜態(tài)溫度自由流?;謴?fù)系數(shù)可以通過(guò)實(shí)驗(yàn)確定或者對(duì)于某些流系統(tǒng)分析計(jì)算可制成。邊界層能量方程已經(jīng)解決了高速流動(dòng)的情況下,才考慮到粘性發(fā)熱任期。雖然完整的解決方案是有點(diǎn)乏味,最后的結(jié)果是顯著簡(jiǎn)單。對(duì)于我們的目的,我們目前只有結(jié)果并指出它們?nèi)绾伪粦?yīng)用。一個(gè)優(yōu)秀的高速傳熱問(wèn)題的大綱中給出的一份報(bào)告和一些典型的邊界層溫度分布為絕熱壁在高速流動(dòng)。高速傳熱分析的基本結(jié)果是熱傳輸率,通??梢杂?jì)算出與用于低速不可壓縮的同一關(guān)系流動(dòng)時(shí)的平均傳熱系數(shù)被重新定義的關(guān)系。請(qǐng)注意該絕熱壁溫度與實(shí)際壁溫度之間的差用于定義。以使表達(dá)式將產(chǎn)生的零熱流值當(dāng)墻是在絕熱壁溫。對(duì)于普朗特?cái)?shù)氣體附近集結(jié),為經(jīng)濟(jì)復(fù)蘇的因素如下關(guān)系已得出:這些回收的因素,可以使用與公式結(jié)合,以獲得絕熱壁溫。在高速邊界層可能會(huì)發(fā)生顯著的溫度梯度并會(huì)出現(xiàn)在邊界層相應(yīng)的變化。該如果屬性被引入恒定屬性傳熱方程仍然可以使用在參考溫度T 所推薦的埃克特:也可使用熱傳遞和流體摩擦之間的類比當(dāng)摩擦系數(shù)是已知的。

  總結(jié)用于高速關(guān)系計(jì)算:上標(biāo)在上面的等式表明性能的評(píng)估規(guī)定的基準(zhǔn)溫度。以得到平均傳熱系數(shù),則上面的表達(dá)式必須被集成在板的長(zhǎng)度。如果雷諾數(shù)落在一個(gè)范圍內(nèi)使得必須被使用,該整合不能表示在封閉的形式并且一個(gè)數(shù)值積分執(zhí)行必須小心集成對(duì)于由于高速熱傳輸問(wèn)題的基準(zhǔn)溫度是用于不同層流和邊界層的紊流部。這是由于不同的值用于層流和湍流方程所給出的采收率遇到非常高的流速,絕熱壁溫可能變得如此之高的氣體的離解將發(fā)生并且將有一個(gè)很寬的變化的邊界層中的屬性。??颂亟ㄗh這些問(wèn)題在焓來(lái)定義的傳熱系數(shù)的基礎(chǔ)上處理其中是焓在絕熱壁條件。同樣的關(guān)系和以前一樣用于計(jì)算除了所有屬性都恢復(fù)因數(shù)和傳熱在參考焓,然后在公式中使用傳熱系數(shù)。當(dāng)計(jì)算焓為在上述關(guān)系的使用,總焓必須使用的也就是說(shuō)離解的化學(xué)能以及內(nèi)部熱能必須被包括在內(nèi)。參考焓方法已被證明是成功的計(jì)算的高速傳熱與優(yōu)于10 %的準(zhǔn)確度。

  三、結(jié)語(yǔ)

  有很大一部分人一直關(guān)注流過(guò)平板和相關(guān)的熱轉(zhuǎn)移以及熱傳輸厚度和摩擦系數(shù)方程。我們對(duì)流換熱的描述是不完整的。在這個(gè)時(shí)候?qū)⑿枰M(jìn)一步開發(fā),即便如此,我們開始看到一個(gè)對(duì)于對(duì)流問(wèn)題的解決方案的程序的結(jié)構(gòu):建立不同情況下的幾何形狀,現(xiàn)在我們主要局限于流過(guò)平板,確定所涉及的流體以及評(píng)價(jià)流體性質(zhì)。這通常是在薄膜的溫度,建立邊界條件即恒溫或恒熱流;建立流動(dòng)狀態(tài)由雷諾數(shù)決定和選擇適當(dāng)?shù)姆匠?,考慮到流動(dòng)狀態(tài)和任何流體屬性限制可能適用的問(wèn)題,計(jì)算對(duì)流熱傳遞系數(shù)和熱傳遞的值。我們應(yīng)為所有對(duì)流問(wèn)題給予一般解決辦法。

  參考文獻(xiàn)

  [1] 清華大學(xué)工程力學(xué)系氣流溫度動(dòng)態(tài)測(cè)量小組,測(cè)量高溫氣流溫度的動(dòng)態(tài)熱偶法[J],清華大學(xué)學(xué)報(bào),2008。

  [2]王德人編,非線性方程組的解法與最優(yōu)化方法[M],人民教育出版社,2005。

  [3]李大潛等編,有限元素法續(xù)講[M],科學(xué)出版社,2009。

  [4]張玉民 阮耀鐘編 熱學(xué),高等教育出版社,2010。

  物理學(xué)畢業(yè)論文4000字篇2

  探究熱能動(dòng)力工程在鍋爐方面的發(fā)展

  【摘要】隨著能源危機(jī)和環(huán)境污染問(wèn)題的日益嚴(yán)重,尤其是天然氣、煤炭、石油等非再生資源逐漸枯竭。然而,伴隨著我國(guó)工程技術(shù)的不斷進(jìn)步和發(fā)展,對(duì)于熱能動(dòng)力工程也有了深入的研究,資源利用率得到了顯著的提高。熱能動(dòng)力工程是以熱工程物理學(xué)為理論基礎(chǔ),利用能量轉(zhuǎn)化原理,主要應(yīng)用于鍋爐動(dòng)力。鍋爐一般分為汽水系統(tǒng)和燃燒系統(tǒng),是實(shí)現(xiàn)能力轉(zhuǎn)化的重要工具,科學(xué)合理的鍋爐結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),可以保證熱能動(dòng)力工程的安全、高效、低污染,提高能源利用率。本文就熱能動(dòng)力工程和鍋爐概念進(jìn)行簡(jiǎn)單的介紹,并結(jié)合我國(guó)熱能動(dòng)力工程技術(shù)和鍋爐技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀,進(jìn)一步提出創(chuàng)新熱能動(dòng)力工程鍋爐技術(shù)措施,使熱能動(dòng)力工程技術(shù)更好地為我國(guó)各項(xiàng)工程事業(yè)服務(wù)。

  【關(guān)鍵詞】熱能動(dòng)力工程;鍋爐;發(fā)展

  一、對(duì)熱能動(dòng)力工程和鍋爐的概述

  (一)熱能動(dòng)力工程的相關(guān)概念

  熱能動(dòng)力工程是指以工程熱物理學(xué)為主要理論基礎(chǔ),主要包括工程熱力學(xué)、燃燒學(xué)、傳熱傳質(zhì)學(xué)、氣動(dòng)熱力學(xué)等,以內(nèi)燃機(jī)和其它新型動(dòng)力機(jī)械為研究對(duì)象,運(yùn)用熱力發(fā)電機(jī)、工程力學(xué)、自動(dòng)化控制、計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)、能源工程等學(xué)科知識(shí)和技術(shù),研究如何把燃料的熱能、化學(xué)能和液體的動(dòng)能安全、可靠、高效、低污染地轉(zhuǎn)化成動(dòng)能的基本規(guī)律和過(guò)程,包括轉(zhuǎn)化過(guò)程中的系統(tǒng)和設(shè)備的機(jī)械自動(dòng)化控制技術(shù)。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō),熱能動(dòng)力工程就是研究熱能和動(dòng)能之間轉(zhuǎn)化的問(wèn)題,尤其是隨著非再生能源的日益枯竭,環(huán)境污染不斷加劇,人類環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng),高效、節(jié)能、環(huán)保的生產(chǎn)方式和技術(shù)逐漸引起人類的重視。熱能動(dòng)力工程有著極其廣泛的應(yīng)用范圍,是熱能源的主要利用手段,在我國(guó)能源、制藥、汽車、航空航天、船舶等諸多領(lǐng)域發(fā)揮著重要的作用。

  (二)鍋爐技術(shù)的相關(guān)概念

  鍋爐一般由鍋(汽水系統(tǒng))與爐(燃燒系統(tǒng))兩部分組成,是一種能量轉(zhuǎn)換工具,通過(guò)向鍋爐內(nèi)輸入燃料,產(chǎn)生化學(xué)能、熱能、電能、高溫?zé)煔獾饶芰浚?jīng)過(guò)鍋爐內(nèi)部動(dòng)力工程轉(zhuǎn)換,向外輸出具有一定能量的蒸汽、高溫水、或者其它動(dòng)力能量。鍋爐包括外殼部分和燃?xì)忮仩t電氣控制系統(tǒng)兩部分,外殼分為底殼和面殼,底殼就是燃燒器,用于固定燃料燃燒的容器,面殼主要起到防風(fēng)防塵的保護(hù)作用。汽水系統(tǒng)一般包括省煤器、輪回水泵、汽包(汽水分離器)、三通閥、下降管、聯(lián)箱、水冷壁、過(guò)熱器、再熱器等,燃燒系統(tǒng)包括爐膛、輪回水流、燃?xì)忾y、燃燒器、空氣預(yù)熱器、煙風(fēng)道、爐墻等,其中還包括通風(fēng)系統(tǒng)、燃料運(yùn)輸系統(tǒng)、制粉系統(tǒng)、除塵除灰系統(tǒng)、脫硫脫硝脫氮系統(tǒng)。隨著科技的進(jìn)步計(jì)算機(jī)自動(dòng)化控制系統(tǒng)逐漸被應(yīng)用到鍋爐之中,有效地提高了控制水平,保證了鍋爐內(nèi)溫度的均衡。

  二、熱能動(dòng)力工程中鍋爐的發(fā)展現(xiàn)狀

  (一)我國(guó)熱能動(dòng)力工程中鍋爐的發(fā)展?fàn)顩r

  自1872年英國(guó)第一臺(tái)鍋爐的產(chǎn)生,工業(yè)鍋爐行業(yè)已經(jīng)有了數(shù)百年的發(fā)展,經(jīng)歷了鍋殼式鍋爐、火管鍋爐、直水管鍋爐、煤粉鍋爐、循環(huán)流化床鍋爐等演化歷程。我國(guó)是世界上最大的生產(chǎn)和使用工業(yè)鍋爐的國(guó)家,全國(guó)擁有一千多家鍋爐生產(chǎn)企業(yè),由于受資源結(jié)構(gòu)的影響,煤炭為工業(yè)鍋爐的主要燃料,還有少量的燃?xì)夂碗姛徨仩t。在過(guò)去60多年里,我國(guó)工業(yè)鍋爐技術(shù)得到了長(zhǎng)足的進(jìn)步,尤其是燃油燃?xì)忮仩t技術(shù)已經(jīng)到達(dá)了國(guó)際先進(jìn)水平,但是還存在著熱效率不高、脫硫技術(shù)不成熟、輔助以及自動(dòng)化控制技術(shù)落后、爐排鑄件質(zhì)量不高等問(wèn)題。工業(yè)鍋爐主要應(yīng)用于電力生產(chǎn)、制藥、化工、鋼鐵等行業(yè),是國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的主要?jiǎng)恿?lái)源。伴隨著熱能動(dòng)力工程學(xué)和鍋爐技術(shù)的發(fā)展,現(xiàn)代化的鍋爐設(shè)備一般采用步進(jìn)式爐和推鋼式爐,并充分利用計(jì)算機(jī)自動(dòng)化控制系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)了鍋爐的持續(xù)穩(wěn)定加熱,不斷提高能源利用率。

  (二)我國(guó)鍋爐技術(shù)發(fā)展過(guò)程中存在的主要問(wèn)題

  我國(guó)鍋爐技術(shù)存在的主要問(wèn)題是熱效率不高、粉塵氣體污染嚴(yán)重,產(chǎn)品技術(shù)、管理、工藝流程落后,科技研發(fā)力度不足,制造標(biāo)準(zhǔn)不規(guī)范等。其中,鍋爐結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)起著關(guān)鍵性的制約作用。鍋爐內(nèi)部結(jié)構(gòu)主要存在爐排鑄造質(zhì)量不高、風(fēng)機(jī)運(yùn)行不穩(wěn)定、輔助設(shè)備不完整等問(wèn)題。國(guó)內(nèi)一般使用普通鑄件,大部分零件采用火焰切割冷加工技術(shù),造成爐排間隙較大,容易造成漏煤和配風(fēng)不均問(wèn)題。其次是由于企業(yè)為了追逐高額利潤(rùn),減少鍋爐建設(shè)投資,經(jīng)常使鍋爐在高負(fù)荷下運(yùn)行,這就有可能造成風(fēng)機(jī)長(zhǎng)時(shí)間工作而燒壞。在國(guó)內(nèi)鍋爐安裝過(guò)程中,一般使用和燃燒器不配套的輔機(jī)設(shè)備,缺乏專業(yè)性匹配設(shè)備的研究開發(fā),嚴(yán)重影響整機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)、節(jié)能以及環(huán)保性能。在設(shè)計(jì)制造過(guò)程中,只重視元件承壓指標(biāo),忽視對(duì)燃燒裝置的研究,

  三、熱能動(dòng)力工程鍋爐技術(shù)的發(fā)展

  (一)提高鍋爐自動(dòng)化控制水平,保證鍋爐溫度的穩(wěn)定性

  科學(xué)合理的控制鍋爐燃燒溫度需要做好能量的轉(zhuǎn)化幅度,鍋爐企業(yè)應(yīng)該改變傳統(tǒng)的人工填料方式,使用步進(jìn)式自動(dòng)化控制技術(shù),通過(guò)計(jì)算機(jī)技術(shù)采集、分析、計(jì)算、輸出合理的結(jié)果,把鍋爐內(nèi)溫度經(jīng)過(guò)傳感器傳送到控制系統(tǒng),檢測(cè)溫度差異性,實(shí)現(xiàn)對(duì)鍋爐燃燒的有效控制。由于鍋爐內(nèi)部結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性,溫度檢測(cè)影響因素較多,因此要充分地把熱能動(dòng)力工程技術(shù)應(yīng)用到鍋爐改造過(guò)程中,通過(guò)測(cè)定從不同方向流入葉片的燃料速度,建立數(shù)據(jù)模擬二維模型,最后利用數(shù)據(jù)庫(kù)軟件求出結(jié)果,弄清鍋爐風(fēng)機(jī)葉片分離和攻角的關(guān)系。

  (二)提高燃料利用率,加強(qiáng)節(jié)能環(huán)保研究力度

  燃料利用率的提高首先要做好鏈條爐排燃燒設(shè)備結(jié)構(gòu)改進(jìn)工作,充分發(fā)揮節(jié)能減排的作用,尤其是要解決好調(diào)節(jié)不順、密封不嚴(yán)、布風(fēng)不合理、漏煤過(guò)多等問(wèn)題。不斷加強(qiáng)對(duì)給煤裝置、自動(dòng)化系統(tǒng)控制、爐拱及燃燒系統(tǒng)、鍋爐輔機(jī)節(jié)能改造工作,保證水處理裝置的科學(xué)合理利用,從整體上實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)節(jié)能。對(duì)于使用天然氣做為燃料的鍋爐可以采取冷凝式鍋爐,同時(shí)為了避免冷凝結(jié)露引發(fā)鍋爐內(nèi)壁腐蝕損壞,一般要把鍋爐溫度設(shè)定在比較高的水平。國(guó)家要強(qiáng)化節(jié)能減排監(jiān)督管理體系,不斷提高鍋爐技術(shù)研究和操作人員的技能素質(zhì),養(yǎng)成節(jié)能意識(shí),把節(jié)能工作提高到戰(zhàn)略位置。

  四、結(jié)語(yǔ)

  綜上所述,熱能動(dòng)力工程在鍋爐中的應(yīng)用技術(shù)取得了良好的發(fā)展,但是還存在能源利用率低、污染嚴(yán)重、溫度控制難度大等問(wèn)題,只有不斷提高熱能動(dòng)力工程技術(shù)研究力度,尤其是高效燃煤鍋爐技術(shù)開發(fā),提高鍋爐自動(dòng)化控制水平,加強(qiáng)節(jié)能減排環(huán)保力度,才能提高能源利用率,促進(jìn)我國(guó)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展。

  參考文獻(xiàn)

  [1] 朱博.探究熱能動(dòng)力工程在鍋爐方面的發(fā)展.科技致富向?qū)?2013(18)

  [2] 趙欽新.王善武.工業(yè)鍋爐技術(shù)創(chuàng)新與發(fā)展思路探討.工業(yè)鍋爐.2011(01)

  [3] 王善武.中國(guó)工業(yè)鍋爐行業(yè)現(xiàn)狀分析及前景展望[A].中美工業(yè)鍋爐先進(jìn)技術(shù)研討會(huì)論文集[C].2011年

  物理學(xué)畢業(yè)論文4000字篇3

  淺談超聲波的物理應(yīng)用

  摘要:超聲學(xué)是一門應(yīng)用性和邊緣性很強(qiáng)的學(xué)科,從它一百多年來(lái)的發(fā)展可以看出,超聲學(xué)是隨著它在國(guó)防、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、醫(yī)學(xué)、基礎(chǔ)研究等領(lǐng)域中應(yīng)用的不斷深入而得到發(fā)展的。它不斷借鑒電子學(xué)、材料科學(xué)、光學(xué)、固體物理等其他學(xué)科的內(nèi)容,而使自己更加豐富。同時(shí),超聲學(xué)的發(fā)展又為這些學(xué)科的發(fā)展提供了一些重要器件和行之有效的研究手段。如超聲探傷和超聲成像技術(shù)都是借鑒了雷達(dá)的原理和技術(shù)而發(fā)展起來(lái)的,而超聲的發(fā)展又為電子學(xué)、光電子學(xué)、雷達(dá)技術(shù)的發(fā)展提供了超聲延遲線、濾波器、卷積器、聲光調(diào)制器等重要的體波和表面波器件。

  關(guān)鍵詞:超聲波 物理 應(yīng)用 農(nóng)業(yè) 醫(yī)學(xué)

  一、概述

  所謂超聲波,是一種質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)頻率高于20kHz的機(jī)械波,因其頻率超過(guò)人耳能聽(tīng)見(jiàn)的聲頻段16Hz~20kHz而得名超聲波。無(wú)損檢測(cè)用的超聲波頻率范圍為0.2~25MHz。其中最常用的頻率為0.5~10MHz。較高的頻率主要用于細(xì)晶材料和高靈敏度檢測(cè)。如檢測(cè)金屬陶瓷等超細(xì)材料10~200MHz頻段,甚至更高,而較低的頻率則常用語(yǔ)衰減較 大和粗晶材料的檢測(cè)。如檢測(cè)混泥土結(jié)構(gòu)常用1MHz以下的頻率。

  超聲波是聲波大家族中 的一員,和可聞聲本質(zhì)上是一致的。它們的共同點(diǎn)都是一種機(jī)械振動(dòng),通常以縱波的方式在 彈性介質(zhì)內(nèi)傳播,是一種能量和動(dòng)量的傳播形式,其不同點(diǎn)是超聲頻率高,波長(zhǎng)短,在一定 距離內(nèi)沿直線傳播,具有良好的束射性和方向性。超聲波的波長(zhǎng)遠(yuǎn)大于分子尺寸,說(shuō)明超 聲波本身不能直接對(duì)分子起作用,而是通過(guò)周圍環(huán)境的物理作用影響分子,所以超聲波的作 用與其作用的環(huán)境密切相關(guān)。超聲波既是一種波動(dòng)形式,又是一種能量形式,在傳播過(guò)程中與媒介相互作用產(chǎn)生超聲效應(yīng)。

  二、超聲波的應(yīng)用

  超聲波在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中有極其廣泛的應(yīng)用。包括超聲波檢測(cè)、超聲波探傷、功率超聲、超聲波處理、超聲波診斷、超聲波治療等。超聲波在工業(yè)中可用來(lái)對(duì)材料進(jìn)行檢測(cè)和探傷,可以測(cè)量氣體、液體和固體的物理參數(shù),可以測(cè)量厚度、液面高度、流量、粘度和硬度等,還可以對(duì)材料的焊縫、粘接等進(jìn)行檢查。超聲波清洗和加工處理可以應(yīng)用于切割、焊接、噴霧、乳化、電鍍等工藝過(guò)程中。

  超聲波清洗是一種高效率的方法,已經(jīng)用于尖端和精密工業(yè)。大功率超聲可用于機(jī)械加工,使超聲波在拉管、拉絲、擠壓和鉚接等工藝中得到應(yīng)用。應(yīng)用在醫(yī)學(xué)中的超聲波診斷發(fā)展甚快,已經(jīng)成為醫(yī)學(xué)上三大影象診斷方法之一,與X線、同位素分別應(yīng)用于不同場(chǎng)合,例如超聲波理療、超聲波診斷、腫瘤治療和結(jié)石粉碎等。在農(nóng)業(yè)中,可以用超聲波對(duì)有機(jī)體細(xì)胞的殺傷的特性來(lái)進(jìn)行消毒滅菌,對(duì)作物種子進(jìn)行超聲波處理,有利于種子發(fā)芽和作物增產(chǎn)。此外超聲波的液體處理和凈化可應(yīng)用于環(huán)境保護(hù)中,例如超聲波水處理、燃油乳化、大氣除塵等。微波超聲的重點(diǎn)放在微波電子器件,已經(jīng)制成了超聲波延遲線、聲電放大器、聲電濾波器、脈沖壓縮濾波器等。

  三、超聲波在農(nóng)業(yè)方面的具體應(yīng)用

  應(yīng)用超聲波處理種子,早在前蘇聯(lián)就已有了不少研究。根據(jù)外國(guó)文獻(xiàn)所載,少量的超聲波能刺激細(xì)胞分裂,中等量的超聲波會(huì)抑制細(xì)胞分裂,大量的能引起細(xì)胞死亡。在上世紀(jì),就有人用超聲波對(duì)菠菜和白菜種子進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。其實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,在對(duì)白菜種子用超聲波處理1分鐘和2分鐘時(shí),其種子的發(fā)芽率為92%~96%,而未用超聲波處理的白菜種子發(fā)芽率為88%。在對(duì)菠菜種子用超聲波處理1分鐘后,其出土率為85%,而未用超聲波處理的菠菜種子出土率為40%。用超聲波處理的種子在日后增產(chǎn)也比較顯著。低頻脈沖超聲波對(duì)小麥幼苗變異較明顯。經(jīng)超聲波照射的水培變異幼苗,出現(xiàn)率為8.57±8.25%,對(duì)照的自然變異出現(xiàn)率為1.00±1.28%;田間種植變異幼苗出現(xiàn)率為18.21±2.54%,對(duì)照的自然變異出現(xiàn)率為14.58±2.59%。經(jīng)照射的咸農(nóng)68小麥單株粒重超過(guò)親本的家系達(dá)55.17%,超親達(dá)1%顯著水準(zhǔn)占超親家系87.50%。經(jīng)照射的四方穗小麥,單株粒重超親家系達(dá)69.23%,達(dá)到1%顯著水準(zhǔn)的超親家系占77.78 。

  超聲波犁田。傳統(tǒng)的翻地犁需要笨重的機(jī)器牽引,這不僅會(huì)壓實(shí)深層的土壤,使其不能保持水分和養(yǎng)料;而且翻起的地表土?xí)伙L(fēng)和雨水侵蝕。這是許多農(nóng)民的一大心病。此外,由于多次的翻犁,植物的根以及腐爛的殘留植物被翻出地表,他們會(huì)散發(fā)出二氧化碳?xì)怏w。約旦的農(nóng)機(jī)工程師奈達(dá)?阿布哈德發(fā)明了利用超聲波松土。他的實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示:松土可達(dá)土壤超聲處理對(duì)植物呼吸作用的影響。

  關(guān)于植物呼吸作用的研究一直是植物生理學(xué)研究的一個(gè)熱點(diǎn),特別對(duì)農(nóng)作物來(lái)說(shuō),其呼吸作用的大小直接關(guān)系到產(chǎn)量的高低,所以它的研究對(duì)農(nóng)業(yè)的發(fā)展具有十分重要的理論和實(shí)際意義。1975年Albu E研究發(fā)現(xiàn)低頻率超聲波(25kHz)處理蔬菜之后,一年生植物(如番茄和黃瓜)的呼吸強(qiáng)度下降,而兩年生植物(如卷心菜和洋蔥)的呼吸強(qiáng)度上升。自此我們可以推測(cè),利用超聲處理相關(guān)的農(nóng)作物可以提高作物的產(chǎn)量。 深度20cm。這完全滿足了一般農(nóng)作物的松土深度。

  四、超聲波在醫(yī)療方面的應(yīng)用

  醫(yī)學(xué)上最早利用超聲波是在1942年,奧地利醫(yī)生杜西克首次用超聲技術(shù)掃描腦部結(jié)構(gòu);以后到了60年代醫(yī)生們開始將超聲波應(yīng)用于腹部器官的探測(cè)。如今超聲波掃描技術(shù)已成為現(xiàn)代醫(yī)學(xué)診斷不可缺少的工具。 醫(yī)學(xué)超聲波檢查的工作原理與聲納有一定的相似性,即將超聲波發(fā)射到人體內(nèi),當(dāng)它在體內(nèi)遇到界面時(shí)會(huì)發(fā)生反射及折射,并且在人體組織中可能被吸收而衰減。因?yàn)槿梭w各種組織的形態(tài)與結(jié)構(gòu)是不相同的,因此其反射與折射以及吸收超聲波的程度也就不同,醫(yī)生們正是通過(guò)儀器所反映出的波型、曲線,或影象的特征來(lái)辨別它們。此外再結(jié)合解剖學(xué)知識(shí)、正常與病理的改變,便可診斷所檢查的器官是否有病。 目前,醫(yī)生們應(yīng)用的超聲診斷方法有不同的形式,可分為A型、B型、M型及D型四大類。

  超聲治療學(xué)是超聲醫(yī)學(xué)的重要組成部分。超聲治療時(shí)將超聲波能量作用于人體病變部位,以達(dá)到治療疾患和促進(jìn)機(jī)體康復(fù)的目的。 醫(yī)學(xué)超聲波檢查的工作原理與聲納有一定的相似性即將超聲波發(fā)射到人體內(nèi),當(dāng)它在體內(nèi)遇到界面時(shí)會(huì)發(fā)生反射及折射,并且在人體組織中可能被吸收而衰減。

  因?yàn)槿梭w各種組織的形態(tài)與結(jié)構(gòu)是不相同的,因此其反射與折射以及吸收超聲波的程度也就不同,醫(yī)生們正是通過(guò)儀器所反映出的波型、曲線或影象的特征來(lái)辨別它們。此外再結(jié)合解剖學(xué)知識(shí)、正常與病理的改變,便可診斷所檢查的器官是否有病。


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