超声波在尾矿浆中传播衰减特性数值模拟研究

"超声波在尾矿浆传播中的衰减特性数值模拟分析" 本文主要探讨了超声波在尾矿浆中的传播衰减特性，针对现有的超声波检测方法在尾矿矿浆浓度测定中存在的精度不足和参数研究不精确的问题。通过对超声波衰减特性的理论分析，结合Matlab软件进行数值模拟，揭示了超声波衰减系数与多个因素之间的关系，包括超声波频率、尾矿浆粒径和尾矿浆密度。 首先，研究发现，在超声波频率保持不变的情况下，尾矿浆粒径的增加会增加散射衰减。这是因为较大的颗粒尺寸更容易引起声波的散射，导致能量损失增大。其次，当超声波频率和粒径固定时，尾矿浆密度的增加会增加黏滞衰减。黏滞衰减与尾矿浆的流变性质有关，密度增加通常意味着流体内部摩擦力增大，从而导致超声波能量的更多损耗。反之，如果超声波频率和尾矿浆密度保持恒定，粒径增大反而会导致黏滞衰减减少，这可能是由于颗粒之间的相互作用改变了流体的微观结构，影响了黏滞阻力。 此外，无论是散射衰减还是黏滞衰减，都随超声波频率的提高而增加。散射衰减与超声波频率的四次方近似成正比，这反映了高频声波更容易因颗粒散射而损失能量；而黏滞衰减则与超声波频率近似成正比，说明高频声波在流体内传播时受到的阻力更大。 这些研究结果对于设计高精度的超声波浓度传感器具有重要指导意义。通过理解和量化超声波在尾矿浆中的衰减规律，可以优化传感器的工作频率、调整检测参数，从而提高测量的准确性和可靠性。此外，该研究也为尾矿处理和矿产资源的高效利用提供了理论支持。 文章作者包括汪建新教授和高鑫硕士研究生，他们分别在机电一体化和超声波传感器领域有着深入研究。文章发表于《工矿自动化》2018年第3期，同时也得到了国家自然科学基金和内蒙古科技创新引导奖励基金的支持。引用该研究时，应按照给出的格式正确标注。