Működik az ultrahangos porlasztás?

A vonatkozó tanulmányok úgy vélik, hogy az ultrahangos porlasztás az ultrahangos energia felhasználásának folyamata, hogy folyékony finom cseppeket készítsenek a gázfázisban, azaz ultrahangos hullámok keletkeznek a rezgő folyadék felületén, és az amplitúdóból álló rezgéscsúcs elválasztja és megszakítja a cseppeket a felületről. Ahogy az ultrahangos frekvencia növekszik, az atomizált cseppek vékonyabbá és finomabbá válnak. Általában az ultrahangos rezgési frekvencia hatására finom cseppek érhetők el. Ezenkívül az ultrahangos frekvenciamező kiküszöbölheti vagy vékonyíthatja a hőmérsékleti határréteget a hőátadási felület közelében, ezáltal elősegítve a hőátadást.

Különböző típusú atomizációs folyamatokat használnak, amelyek az energiaátvitelnek a folyékony filmfelület porlasztására gyakorolt hatása szerint osztályozhatók. A mechanikai vagy hagyományos atomizációs folyamatok, mint például a kétfolyadékos porlasztás, a nyomásatomosítás és a forgókorong atomizálása mechanikus energiát használnak a folyadék kinetikus energiájának nyomására vagy növelésére, hogy cseppek formájában lebonthatók legyenek. Ezek a folyamatok több energiát igényelnek, és nincs ellenőrzésük a cseppek végső mérete és ejekciós sebessége felett.

A hagyományos porlasztástól eltérően hatékonyabb lehet, és csak elektromos energiát igényel a piezoelektromos jelátalakítóra, hogy a fúvókát rezonálja. A cseppek nem rendelkeznek mozgó alkatrészek, csak a mechanikai rezgések által generált mellékelt elektromos energia használják, hogy hozzon létre a cseppek. Mivel nincs szükség további energiára, a cseppméret-eloszlás jobban szabályozható.

Megállapították a különböző munkafolyadékok (beleértve a vizet, az olajat és az olvadt viaszt) 10–800 kHz-es kényszerített rezgésfrekvenciáin a kapilláris csúcsok által generált cseppek átlagos átmérőjét, valamint a kidobott cseppek átlagos átmérője közötti kapcsolatot. dp = 0,34*8π / ρf2

Kapilláris hullámok és kavitációs hatások

Az ultrahangos porlasztás generációja a kapilláris hullámhatáson és a kavitációs hatáson alapul. Amikor a 20 KHz-es, alacsonyabb teljesítményű porlasztó fejre hat, megfigyelhető, hogy az atomizáló fej felületén rácsszerű szabályos szerkezet van, azonos számú csúcsgal és vályúval egységnyi területenként, úgynevezett kapilláris hullámok. Ez az alacsony energiabevitel felületi zavart okoz tényleges cseppkidobás nélkül.

A kavitáció olyan mikroszkopikus jelenség, amelyet szabad szemmel nem lehet közvetlenül megfigyelni a porlasztó fej felületén. A kamera time-lapse-on keresztül kétféle cseppet találtak, nevezetesen a gömbközeli cseppeket és csíkokat, amelyek nagyobb sebességgel rendelkező csíkokkal és kevésbé sebességgel rendelkező, gömbközeli cseppekkel rendelkeznek, ahol a kavitáció jelenléte azonosítható.

Az üregek kialakulása a porlasztó felület és a folyékony fólia közelében, valamint ezeknek az üregeknek az azt követő összeomlása nagy mennyiségű energia helyi felszabadulását eredményezi; így a kapilláris hullámszaporítás által kiváltott cseppkidobódási sebességek esetén megfigyelt alacsony ejekciós sebességhez képest a kavitációs hatás nagymértékben növeli a cseppkidobódási sebességet. Ugyanakkor a porlasztó fej csúcsán lévő folyadék által elfoglalt felület csökken, ahogy a porlasztó frekvenciája növekszik, ami megnehezíti a kapilláris hullámok rögzítését a felszínen.