Czy nebulizacja ultradźwiękowa działa?

Odpowiednie badania uważają, że rozpylanie ultradźwiękowe jest procesem wykorzystywania energii ultradźwiękowej do wytwarzania cieczy z drobnych kropelek w fazie gazowej, to znaczy fale ultradźwiękowe są generowane na powierzchni wibrującej cieczy, a pik drgań złożony z amplitudy oddziela i rozbija kropelki z powierzchni. Wraz ze wzrostem częstotliwości ultradźwiękowej zatomizowane kropelki stają się cieńsze i drobniejsze. Ogólnie rzecz biorąc, pod wpływem częstotliwości drgań ultradźwiękowych można uzyskać drobne kropelki. Ponadto ultradźwiękowe pole częstotliwości może wyeliminować lub rozrzedzić warstwę graniczną temperatury w pobliżu powierzchni wymiany ciepła, promując w ten sposób wymianę ciepła.

Stosowane są różne rodzaje procesów atomizacji, które można sklasyfikować zgodnie z wpływem transferu energii na atomizację powierzchni ciekłej warstwy. Mechaniczne lub tradycyjne procesy atomizacji, takie jak atomizacja dwupłynowa, atomizacja ciśnieniowa i atomizacja dysku obrotowego, wykorzystują energię mechaniczną do zwiększania ciśnienia lub zwiększania energii kinetycznej cieczy, tak aby można ją było rozbić w postaci kropelek. Procesy te wymagają więcej energii i nie mają kontroli nad ostatecznym rozmiarem i prędkością wyrzutu kropelek.

W odróżnieniu od tradycyjnej atomizacji, może być bardziej wydajny i wymaga jedynie przesyłania energii elektrycznej do przetwornika piezoelektrycznego, aby doprowadzić dyszę do rezonansu. Kropelki nie mają ruchomych części, tylko drgania mechaniczne generowane przez dostarczoną energię elektryczną są wykorzystywane do tworzenia kropelek. Ponieważ nie jest wymagana dodatkowa energia, rozkład wielkości kropli może być lepiej kontrolowany.

Ustalono średnie średnice kropelek generowanych przez piki kapilarne przy wymuszonych częstotliwościach drgań 10–800 kHz dla różnych płynów roboczych (w tym wody, oleju i stopionego wosku) oraz związek między średnimi średnicami strumieniowanych kropelek. dp = 0,34*8π / ρf2

Fale kapilarne i efekty kawitacyjne

Generowanie atomizacji ultradźwiękowej opiera się na efekcie fali kapilarnej i efekcie kawitacji. Działając na głowicę atomizującą 20KHz z mniejszą mocą, obserwuje się, że na powierzchni głowicy rozpylającej znajduje się regularna struktura przypominająca siatkę, z taką samą liczbą pików i koryt na jednostkę powierzchni, zwaną falami kapilarnymi. Ten niski pobór mocy powoduje zakłócenia powierzchniowe bez faktycznego wyrzucania kropel.

Kawitacja jest zjawiskiem mikroskopowym, którego nie można bezpośrednio zaobserwować gołym okiem na powierzchni głowicy rozpylającej. Dwa różne typy kropelek znaleziono poprzez poklatkowy aparat, a mianowicie prawie sferyczne kropelki i smugi, ze smugami o większych prędkościach i prawie sferycznymi kropelkami o mniejszej prędkości, gdzie można zidentyfikować obecność kawitacji.

Tworzenie się wnęk w pobliżu powierzchni rozpylacza i w ciekłym filmie, a następnie zapadanie się tych wnęk powoduje miejscowe uwalnianie dużych ilości energii; tak więc, w porównaniu do niskich prędkości wyrzutu obserwowanych w przypadku wyrzutu kropel indukowanego propagacją fali kapilarnej, Efekt kawitacji znacznie zwiększa prędkość wyrzutu kropli. Jednocześnie powierzchnia zajmowana przez ciecz na czubku głowicy rozpylającej zmniejsza się wraz ze wzrostem częstotliwości rozpylacza, co utrudnia wychwytywanie fal kapilarnych na powierzchni.