超声波作用下污泥干燥过程孔隙结构变化的研究

摘要

利用分形理论对超声波作用下污泥干燥过程内部孔隙结构进行分析,探讨了超声波声能密度对污泥内部孔隙结构的表面分形维数df 及孔隙通道分形维数dw的影响.建立了超声波污泥干燥过程二维非稳态扩散模型,推导了超声波作用下分形多孔介质中液体的有效扩散系数,对不同声能密度超声场中污泥干燥过程进行了数值模拟.研究发现,超声波使污泥内部孔隙结构发生改变,污泥颗粒变的匀均细小,孔隙连通性增大.随着超声波声能密度的增大,污泥内部孔隙结构表面分形维数df 逐渐增大,孔隙通道分形维数 dw 逐渐减小.超声波污泥干燥过程中,污泥内部孔隙通道的曲折度变小,污泥内的液体分子受到声能激发迁移速度加快,均增大了污泥内部水分有效扩散系数.