Siêu âm có hiệu quả không?

Các nghiên cứu có liên quan tin rằng nguyên tử siêu âm là quá trình sử dụng năng lượng siêu âm để tạo ra các giọt mịn dạng lỏng trong pha khí, nghĩa là sóng siêu âm được tạo ra trên bề mặt của chất lỏng rung, và đỉnh rung bao gồm biên độ tách ra và phá vỡ các giọt từ bề mặt. Khi tần số siêu âm tăng lên, các giọt nguyên tử trở nên mỏng hơn và mịn hơn. Nói chung, dưới tác động của tần số rung siêu âm, có thể thu được các giọt nhỏ tốt. Ngoài ra, trường tần số siêu âm có thể loại bỏ hoặc làm mỏng lớp ranh giới nhiệt độ gần bề mặt truyền nhiệt, do đó thúc đẩy truyền nhiệt.

Các loại quá trình nguyên tử hóa khác nhau được sử dụng, có thể được phân loại theo ảnh hưởng của việc truyền năng lượng đối với việc nguyên tử hóa bề mặt màng lỏng. Các quá trình nguyên tử hóa cơ học hoặc truyền thống, chẳng hạn như nguyên tử hóa hai chất lỏng, nguyên tử hóa áp suất và nguyên tử đĩa quay, sử dụng năng lượng cơ học để điều áp hoặc tăng động năng của chất lỏng để nó có thể được phân hủy dưới dạng giọt. Các quá trình này đòi hỏi nhiều năng lượng hơn và không kiểm soát được kích thước và vận tốc phóng cuối cùng của các giọt.

Khác với nguyên tử hóa truyền thống, nó có thể hiệu quả hơn và chỉ yêu cầu năng lượng điện được truyền đến đầu dò áp điện để điều khiển vòi phun để cộng hưởng. Các giọt không có bộ phận chuyển động, chỉ có các rung động cơ học được tạo ra bởi năng lượng điện được cung cấp được sử dụng để tạo ra các giọt. Vì không cần thêm năng lượng, phân bố kích thước giọt có thể được kiểm soát tốt hơn.

Đường kính trung bình của các giọt bắn được tạo ra bởi các đỉnh mao mạch ở tần số rung động bắt buộc từ 10-800 kHz cho các chất lỏng làm việc khác nhau (bao gồm nước, dầu và sáp nóng chảy) và mối quan hệ giữa đường kính trung bình của các giọt bắn đã được thiết lập. dp = 0.34*8π / ρf2

Sóng mao mạch và hiệu ứng cavitation

Việc tạo ra nguyên tử siêu âm dựa trên hiệu ứng sóng mao mạch và hiệu ứng cavitation. Khi tác động lên đầu nguyên tử hóa 20KHz với công suất thấp hơn, người ta quan sát thấy rằng có một cấu trúc thông thường giống như lưới trên bề mặt của đầu nguyên tử, với cùng số đỉnh và máng trên một đơn vị diện tích, được gọi là sóng mao mạch. Đầu vào công suất thấp này tạo ra sự xáo trộn bề mặt mà không có giọt bắn thực tế.

Cavitation là một hiện tượng vi mô không thể quan sát trực tiếp trên bề mặt của đầu nguyên tử bằng mắt thường. Hai loại giọt khác nhau đã được tìm thấy thông qua thời gian trôi qua của máy ảnh, cụ thể là các giọt và vệt gần hình cầu, với các vệt có vận tốc cao hơn và các giọt gần hình cầu có vận tốc ít hơn, nơi có thể xác định sự hiện diện của cavitation.

Sự hình thành các khoang gần bề mặt atomizer và trong màng lỏng và sự sụp đổ tiếp theo của các khoang này dẫn đến việc giải phóng cục bộ một lượng lớn năng lượng; do đó, so với vận tốc phóng thấp được quan sát thấy trong trường hợp phóng giọt do sự lan truyền sóng mao mạch, Hiệu ứng cavitation làm tăng đáng kể vận tốc tống giọt. Đồng thời, diện tích bề mặt bị chiếm đóng bởi chất lỏng trên đầu nguyên tử giảm khi tần số của atomizer tăng lên, gây khó khăn cho việc bắt sóng mao mạch trên bề mặt.