Toimiiko ultraäänisumutus?

Asiaankuuluvat tutkimukset uskovat, että ultraäänisumutus on prosessi, jossa ultraäänienergiaa käytetään nestemäisen muodon muodostamiseen kaasufaasissa, eli ultraääniaaltoja syntyy värähtelynesteen pinnalle, ja amplitudista koostuva värähtelyhuippu erottaa ja rikkoo pisarat pinnalta. Kun ultraäänitaajuus kasvaa, atomioidut pisarat ohenevat ja hienonevat. Yleensä ultraäänivärähtelytaajuuden vaikutuksesta voidaan saada hienoja pisaroita. Lisäksi ultraäänitaajuuskenttä voi poistaa tai ohentaa lämpötilan rajakerroksen lämmönsiirtopinnan lähellä, mikä edistää lämmönsiirtoa.

Käytetään erilaisia atomistumisprosesseja, jotka voidaan luokitella energiansiirron vaikutuksen mukaan nestemäisen kalvopinnan atomisaatioon. Mekaaniset tai perinteiset sumotusprosessit, kuten kahden nesteen sumentuminen, paineen sumentaminen ja pyörivä levyn sumentaminen, käyttävät mekaanista energiaa nesteen kineettisen energian paineistamiseen tai lisäämiseen, jotta se voidaan hajottaa pisaroiden muodossa. Nämä prosessit vaativat enemmän energiaa, eivätkä ne voi hallita pisaroiden lopullista kokoa ja heittonopeutta.

Toisin kuin perinteinen sumutin, se voi olla tehokkaampi ja vaatii vain sähköenergian siirtämisen pietsosähköiseen kaikuanturiin suuttimen resonoimiseksi. Pisaroissa ei ole liikkuvia osia, pisaroiden luomiseen käytetään vain toimitetun sähköenergian tuottamaa mekaanista värähtelyä. Koska lisäenergiaa ei tarvita, pisaran koon jakautumista voidaan hallita paremmin.

Kapillaarihuippujen tuottamien pisaroiden keskimääräiset halkaisijat 10–800 kHz:n pakotetulla tärinätaajuudella eri työnesteille (mukaan lukien vesi, öljy ja sula vaha) ja suihkutettujen pisaroiden keskihalkaisijoiden välinen suhde vahvistettiin. dp = 0,34*8π / ρf2

Kapillaariaallot ja kavitaatiovaikutukset

Ultraäänisumutuksen syntyminen perustuu kapillaariaaltovaikutukseen ja kavitaatiovaikutukseen. Kun vaikuttavat 20 KHz: n sumuttavaa päätä pienemmällä teholla, havaitaan, että sumuttavan pään pinnalla on ruudukon kaltainen säännöllinen rakenne, jossa on sama määrä huippuja ja kaukaloita yksikköaluetta kohti, nimeltään kapillaariaallot. Tämä pieni teho tuottaa pintahäiriöitä ilman todellista pisaranpoistoa.

Kavitaatio on mikroskooppinen ilmiö, jota ei voida suoraan havaita atomoivan pään pinnalla paljaalla silmällä. Kameran aikakatkaisun kautta löydettiin kaksi erilaista pisaraa, nimittäin lähes pallomaiset pisarat ja raidat, joiden juovat olivat korkeammat nopeuksilla, ja lähes pallomaisilla pisaroilla oli vähemmän nopeutta, jossa kavitaatio voidaan tunnistaa.

Onteloiden muodostuminen sumutinpinnan ja nestemäisen kalvon lähelle ja näiden onteloiden romahtaminen johtavat suurten energiamäärien paikalliseen vapautumiseen; näin ollen verrattuna kapillaariaallon etenemisen aiheuttaman pisaranpoiston yhteydessä havaittuihin pieniin ulostulonopeuksiin kavitaatiovaikutus lisää huomattavasti pisaranpoistonopeutta. Samalla sumuttavan pään kärjessä olevan nesteen pinta-ala pienenee sumuttimen taajuuden kasvaessa, mikä vaikeuttaa kapillaariaaltojen sieppaamista pinnalle.