Fungerer ultralydsforstøver?

Relevante studier mener at ultralydforstøvning er prosessen med å bruke ultralydenergi til å lage væskeform av fine dråper i gassfasen, det vil si at ultralydbølger genereres på overflaten av den vibrerende væsken, og vibrasjonstoppen som består av amplitude skiller og bryter dråper fra overflaten. Når ultralydfrekvensen øker, blir de forstøvede dråpene tynnere og finere. Generelt, under påvirkning av ultralydvibrasjonsfrekvensen, kan fine dråper oppnås. I tillegg kan ultralydfrekvensfeltet eliminere eller tynne temperaturgrenselaget nær varmeoverføringsoverflaten, og dermed fremme varmeoverføring.

Det brukes forskjellige typer forstøvningsprosesser, som kan klassifiseres i henhold til effekten av energioverføring på forstøvningen av væskefilmoverflaten. Mekaniske eller tradisjonelle forstøvningsprosesser, slik som to reduserer væskeforstøvning, trykkforstøvning og forstøvning med roterende skiver, bruker mekanisk energi til å sette under trykk eller øke den kinetiske energien til en væske slik at den kan brytes ned i form av dråper. Disse prosessene krever mer energi og har ingen kontroll over den endelige størrelsen og utkastingshastigheten til dråpene.

Forskjellig fra tradisjonell forstøvning kan den være mer effektiv og krever bare at elektrisk energi overføres til den piezoelektriske transduseren for å drive dysen til resonans. Dråpene har ingen bevegelige deler, kun de mekaniske vibrasjonene som genereres av den tilførte elektriske energien brukes til å lage dråpene. Siden det ikke kreves ekstra energi, kan dråpestørrelsesfordelingen kontrolleres bedre.

The average diameters of droplets generated by capillary peaks at forced vibration frequencies of 10–800 kHz for different working fluids (including water, oil, and molten wax), and the relationship between the average diameters of jetted droplets was established. dp = 0.348π / ρf2

Kapillærbølger og kavitasjonseffekter

Genereringen av ultralydforstøvning er basert på kapillærbølgeeffekt og kavitasjonseffekt. Når du virker på 20KHz forstøvningshode med lavere effekt, observeres det at det er en rutenettreduksjon som vanlig struktur på overflaten av forstøvningshodet, med samme antall topper og bunner per arealenhet, kalt kapillærbølger. Denne lave strømtilførselen produserer overflateforstyrrelser uten faktisk dråpeutkast.

Kavitasjon er et mikroskopisk fenomen som ikke kan observeres direkte på overflaten av forstøvningshodet med det blotte øye. To forskjellige typer dråper ble funnet gjennom kameraets tidsreduksjon, nemlig nesten redusere sfæriske dråper og striper, med striper med høyere hastigheter, og nesten redusere sfæriske dråper med mindre hastighet, hvor tilstedeværelsen av kavitasjon kan identifiseres.

Dannelsen av hulrom nær forstøveroverflaten og i væskefilmen og den påfølgende kollapsen av disse hulrommene resulterer i lokal frigjøring av store mengder energi; sammenlignet med de lave utstøtingshastighetene observert i tilfellet med dråpeutstøting indusert av kapillærbølgeutbredelse, øker kavitasjonseffekten kraftig dråpeutkastningshastigheten. Samtidig reduseres overflatearealet som er okkupert av væsken på spissen av forstøverhodet når frekvensen til forstøveren øker, noe som gjør det vanskelig å fange kapillærbølger på overflaten.