超声反应器的研究正处在蓬勃发展的阶段，其研究领域在声空化机理、测试方法、电声效率研究，以及声辐射面防侵蚀等方面已经取得了一定的成果。但关于节能型声反应器的报道以及高性能声反应器的系统研究很少。除此之外传统的驻波声场工作时会引起声空化效应的不均匀（节点造成的），并且换能器的电声效率通常只有 50%～60%。因此，研究高性能工业级超声反应器、节能型超声反应器、大功率高效型超声换能器将是人们下一步的主要研究方向。其研究领域涵盖力学学科、材料学科，机械学科，电子学科以及控制学科，要想大力发展声反应器的工业化应用，就需要大量各方面人员共同努力，相信在不远的将来高性能节能环保型工业级声反应器必会在我国乃至世界得到迅猛发展。
因此，本论文将主要研究以下两方面的内容：设计一种箱体式超声反应器，通过对其进行理论仿真分析以及实验验证，研究影响超声反应器能量效率的因素，提高超声反应器的能量利用率；设计一种散热型超声换能器，解决换能器的散热问题，降低换能器的能量损耗，提高换能器的能量利用率以及使用寿命。
本论文的主要内容为：
第一章 绪论。介绍声化学反应的发展概况和研究进展，超声反应器的研究应用进展。根据研究进展中存在的能量利用率问题确定本论文的研究意义和主要内容。
第二章 箱体式超声反应器仿真计算。利用有限元分析软件 COMSOL 分析超声反应器箱体中声场的分布，研究箱体的结构、尺寸以及工作频率、被处理液体的吸收系数对声场分布，平均声压幅值以及非均匀性指数的影响；根据仿真结果确定实验模型的尺寸。
第三章 箱体式超声反应器的实验研究。根据第二章仿真结果加工装配箱体式超声反应器，搭建测试系统；研究非共振状态下超声反应器的能量效率与输入功率之间的变化以及声辐射面对能量效率的影响；共振状态下超声反应器的能量效率与输入功率之间的变化关系，并确定超声反应器能量利用率最好时的输入功率。
第四章 散热型超声换能器。由于换能器在工作时所产生的热量不能有效的传递而影响换能器的工作效率而设计了一种散热型超声换能器，利用有限元软件 COMSOL 仿真计算确定换能器的结构尺寸以及散热装置的安装位置；通过实验研究散热型换能器工作时的温度、前盖板表面的振动速度和振动位移变化曲线并与具有相同结构的传统换能器进行比较；研究不同的散热片数目对换能器温度变化的影响。
第五章 全文总结与展望。总结全文的主要研究工作及本论文的创新点，针对在研究过程中所存在的问题提出下一步的研究方向。