Funguje ultrazvuková nebulizace?

Příslušné studie se domnívají, že ultrazvuková atomizace je proces použití ultrazvukové energie k tomu, aby kapalina vytvořila jemné kapičky v plynné fázi, to znamená, že ultrazvukové vlny jsou generovány na povrchu vibrační kapaliny a vibrační špička složená z amplitudy odděluje a rozbíjí kapičky od povrchu. Jak se ultrazvuková frekvence zvyšuje, atomizované kapičky se stávají tenčími a jemnějšími. Obecně platí, že působením ultrazvukové vibrační frekvence lze získat jemné kapičky. Kromě toho může ultrazvukové frekvenční pole eliminovat nebo ztenčit mezní vrstvu teploty v blízkosti povrchu pro přenos tepla, čímž podporuje přenos tepla.

Používají se různé typy atomizačních procesů, které lze klasifikovat podle vlivu přenosu energie na atomizaci povrchu kapalného filmu. Mechanické nebo tradiční atomizační procesy, jako je atomizace dvěma tekutinami, atomizace tlaku a atomizace rotačních disků, využívají mechanickou energii k natlakování nebo zvýšení kinetické energie kapaliny tak, aby mohla být rozložena ve formě kapiček. Tyto procesy vyžadují více energie a nemají žádnou kontrolu nad konečnou velikostí a rychlostí vyvržení kapiček.

Na rozdíl od tradiční atomizace může být účinnější a vyžaduje pouze přenos elektrické energie do piezoelektrického snímače, aby tryska mohla rezonovat. Kapičky nemají žádné pohyblivé části, k vytvoření kapiček se používají pouze mechanické vibrace generované dodávanou elektrickou energií. Vzhledem k tomu, že není zapotřebí žádná další energie, lze distribuci velikosti kapiček lépe kontrolovat.

Byly stanoveny průměrné průměry kapiček generovaných kapilárními vrcholy při frekvencích nucených vibrací 10–800 kHz pro různé pracovní kapaliny (včetně vody, oleje a roztaveného vosku) a vztah mezi průměrnými průměry tryskaných kapiček. dp = 0,34*8π / ρf2

Kapilární vlny a kavitační efekty

Generování ultrazvukové atomizace je založeno na efektu kapilární vlny a kavitačním efektu. Při působení na atomizační hlavu 20KHz s nižším výkonem se pozoruje, že na povrchu atomizační hlavy je pravidelná struktura podobná mřížce se stejným počtem vrcholů a žlabů na jednotku plochy, nazývaných kapilární vlny. Tento nízký příkon způsobuje narušení povrchu bez skutečného vysunutí kapiček.

Kavitace je mikroskopický jev, který nelze přímo pozorovat na povrchu atomizující hlavy pouhým okem. Dva různé typy kapiček byly nalezeny časosběrem kamery, jmenovitě téměř sférické kapičky a pruhy, s pruhy s vyššími rychlostmi a téměř sférickými kapičkami s menší rychlostí, kde lze identifikovat přítomnost kavitace.

Tvorba dutin v blízkosti povrchu rozprašovače a v kapalném filmu a následný kolaps těchto dutin vede k lokálnímu uvolnění velkého množství energie; takže ve srovnání s nízkými rychlostmi ejekce pozorovanými v případě vyvržení kapiček vyvolaných šířením kapilárních vln, Kavitační efekt výrazně zvyšuje rychlost vystřelování kapiček. Současně se povrchová plocha obsazená kapalinou na špičce atomizační hlavy snižuje s rostoucí frekvencí rozprašovače, což ztěžuje zachycení kapilárních vln na povrchu.