Kas ultraheli nebuliseerimine toimib?

Asjakohased uuringud usuvad, et ultraheli atomiseerimine on ultraheli energia kasutamise protsess, et teha gaasifaasis vedelaid peeneid tilka, st vibreeriva vedeliku pinnal tekivad ultraheli lained ja amplituudist koosnev vibratsiooni tipp eraldab ja purustab tilgad pinnalt. Ultraheli sageduse kasvades muutuvad atomiseeritud tilgad õhemaks ja peenemaks. Üldiselt on ultraheli vibratsiooni sageduse toimel võimalik saada peeneid tilka. Lisaks võib ultraheli sagedusväli kõrvaldada või õhutada temperatuuri piirikihti soojusülekande pinna lähedal, edendades seeläbi soojusülekannet.

Kasutatakse erinevat tüüpi atomisatsiooniprotsesse, mida saab liigitada vastavalt energiaülekande mõjule vedela kile pinna atomiseerimisele. Mehaanilised või traditsioonilised atomiseerimise protsessid, nagu kahe vedeliku atomiseerimine, rõhu atomiseerimine ja pöörleva ketta atomiseerimine, kasutavad mehaanilist energiat vedeliku kineetilise energia survesmiseks või suurendamiseks, et seda saaks tilgade kujul lagundada. Need protsessid nõuavad rohkem energiat ja neil ei ole kontrolli tilkade lõpliku suuruse ja väljutuskiiruse üle.

Erinevalt traditsioonilisest atomisatsioonist võib see olla tõhusam ja nõuab ainult elektrienergia edastamist piesoelektrijaama andurile, et juhtida düüsi resoneerimiseks. Tilgadel ei ole liikuvaid osi, tilkade loomiseks kasutatakse ainult tarnitud elektrienergia tekitatud mehaanilisi vibratsioone. Kuna täiendavat energiat ei ole vaja, saab tilga suuruse jaotust paremini kontrollida.

Loodi kapillaaride tippude tekitatud tilgade keskmine läbimõõt sundvibratsiooni sagedustel 10–800 kHz erinevate töövedelike (sealhulgas vee, õli ja sulavaha) puhul ning jeted tilgade keskmise läbimõõdu suhe. dp = 0,34*8π / ρf2

Kapillaaride lained ja kavitatsiooniefektid

Ultraheli atomiseerimise genereerimine põhineb kapillaaride laineefektil ja kavitatsiooniefektil. Madalama võimsusega 20KHz atomiseerimise pea kasutamisel täheldatakse, et atomeeriva pea pinnal on võrgutaoline regulaarne struktuur, kus on sama arv piike ja küvendeid ühiku pindala kohta, mida nimetatakse kapillaaride laineteks. See väikese võimsusega sisend tekitab pinnahäireid ilma tegeliku tilga väljavooluta.

Kavitatsioon on mikroskoopiline nähtus, mida ei saa palja silmaga atomeeriva pea pinnal otseselt jälgida. Kaamera aeg-ajalt leiti kahte erinevat tüüpi tilka, nimelt peaaegu sfäärilised tilgad ja triibud, mille triipudel oli suurem kiirus ja peaaegu sfäärilised tilgad, millel oli väiksem kiirus, kus on võimalik tuvastada kavitatsiooni olemasolu.

Õõnsuste moodustumine pihusti pinna ja vedela kile lähedal ning sellele järgnev nende õõnsuste kokkuvarisemine toob kaasa suure hulga energia kohaliku vabanemise; seega, võrreldes kapillaaride lainete paljunemisest põhjustatud tilga väljavoolu korral täheldatud madala väljutuskiirusega, suurendab kavitatsiooniefekt oluliselt tilkade väljutamise kiirust. Samal ajal väheneb atomiseeruva pea otsas oleva vedeliku pindala, kuna pihusti sagedus suureneb, mistõttu on raske pinnal kapillaaride laineid lüüa.