La nebulizzazione ad ultrasuoni funziona?

Studi rilevanti ritengono che l'atomizzazione ad ultrasuoni sia il processo di utilizzo dell'energia ultrasonica per formare liquido goccioline fini nella fase gassosa, cioè le onde ultrasoniche vengono generate sulla superficie del liquido vibrante e il picco di vibrazione composto da ampiezza separa e rompe le goccioline dalla superficie. All'aumentare della frequenza ultrasonica, le goccioline atomizzate diventano sempre più sottili. Generalmente, sotto l'azione della frequenza di vibrazione ultrasonica, è possibile ottenere goccioline fini. Inoltre, il campo di frequenza ultrasonica può eliminare o assottigliare lo strato limite di temperatura vicino alla superficie di trasferimento del calore, promuovendo così il trasferimento di calore.

Vengono utilizzati diversi tipi di processi di atomizzazione, che possono essere classificati in base all'effetto del trasferimento di energia sull'atomizzazione della superficie del film liquido. I processi di atomizzazione meccanici o tradizionali, come l'atomizzazione a due fluidi, l'atomizzazione a pressione e l'atomizzazione del disco rotante, utilizzano l'energia meccanica per pressurizzare o aumentare l'energia cinetica di un liquido in modo che possa essere scomposto sotto forma di goccioline. Questi processi richiedono più energia e non hanno alcun controllo sulla dimensione finale e sulla velocità di espulsione delle goccioline.

A differenza dell'atomizzazione tradizionale, può essere più efficiente e richiede solo energia elettrica da trasmettere al trasduttore piezoelettrico per far risuonare l'ugello. Le goccioline non hanno parti mobili, solo le vibrazioni meccaniche generate dall'energia elettrica fornita vengono utilizzate per creare le goccioline. Poiché non è richiesta energia aggiuntiva, la distribuzione delle dimensioni delle gocce può essere controllata meglio.

Sono stati stabiliti i diametri medi delle goccioline generate dai picchi capillari a frequenze di vibrazione forzata di 10-800 kHz per diversi fluidi di lavoro (tra cui acqua, olio e cera fusa) e la relazione tra i diametri medi delle goccioline a getto. dp = 0,34*8π / ρf2

Onde capillari ed effetti di cavitazione

La generazione di atomizzazione ad ultrasuoni si basa sull'effetto onda capillare e sull'effetto cavitazione. Quando si agisce sulla testa di atomizzazione a 20KHz con potenza inferiore, si osserva che esiste una struttura regolare simile a una griglia sulla superficie della testa di atomizzazione, con lo stesso numero di picchi e depressioni per unità di area, chiamate onde capillari. Questo ingresso a bassa potenza produce disturbi superficiali senza effettiva espulsione di goccioline.

La cavitazione è un fenomeno microscopico che non può essere osservato direttamente sulla superficie della testa atomizzante ad occhio nudo. Due diversi tipi di goccioline sono stati trovati attraverso il time-lapse della telecamera, vale a dire goccioline e striature quasi sferiche, con strisce con velocità più elevate e goccioline quasi sferiche con meno velocità, dove è possibile identificare la presenza di cavitazione.

La formazione di cavità vicino alla superficie dell'atomizzatore e nel film liquido e il successivo collasso di queste cavità provoca il rilascio locale di grandi quantità di energia; quindi, rispetto alle basse velocità di espulsione osservate nel caso di espulsione di goccioline indotta dalla propagazione dell'onda capillare, L'effetto di cavitazione aumenta notevolmente la velocità di espulsione delle goccioline. Allo stesso tempo, la superficie occupata dal liquido sulla punta della testa atomizzante diminuisce all'aumentare della frequenza dell'atomizzatore, rendendo difficile catturare le onde capillari sulla superficie.