В 1927 году, когда сильный ультразвуковой преобразователь, погруженный в жидкость, излучает в направлении поверхности жидкости, на поверхности жидкости появляется слой тумана. Интенсивность тумана связана с интенсивностью ультразвуковой волны, в то время как размер капель тумана связан с частотой ультразвуковой волны и поверхностным натяжением жидкости. В это время поверхностная волна распространяется по поверхности жидкости, а длина волны поверхностной волны также связана с частотой и поверхностным натяжением ультразвуковой волны. Доказано, что диаметр капель немного меньше половины длины волны поверхностной волны, что заставляет людей думать, что капли являются выбросами поверхностной волны на пике. Ультразвуковое распыление - это процесс формирования микрокапель жидкости с использованием ультразвуковой энергии. Ультразвук может распылять жидкость двумя способами:
1. Тонкий слой жидкости на вибрирующей поверхности возбуждает капиллярную гравитационную волну при ультразвуковой вибрации.
2. Режим распыления - запотевание ультразвукового фонтана.
В одну сторону
Есть два теоретических объяснения принципа ультразвукового распыления. Это теория микроударных волн и теория поверхностного натяжения. С одной стороны, теория микрошоковой волны объясняет, что кавитационный эффект ультразвука в жидкой среде приводит к генерации микрошоковой волны и явлению атомизации. Теория утверждает, что кавитационный эффект является прямой причиной распыления жидкости. Помимо теплового и оптического излучения, другие части кавитационного коллапса излучают в виде микрошоковой волны. Когда микрошоковая волна достигает определенной интенсивности, она вызывает распыление жидкости. С другой стороны, теория поверхностного натяжения гласит, что капля генерируется нестабильностью жидкой поверхностной волны, которая приводит к распылению жидкости. В частности, когда ультразвуковая волна определенной интенсивности звука направляется на поверхность раздела газ-жидкость через жидкость, она формирует волну поверхностного натяжения на границе раздела, перпендикулярной волне поверхностного натяжения, как только амплитуда поверхности колебаний достигает определенного значения, капля вылетит из пика. Формирование атомизации. Эта теория утверждает, что волна поверхностного натяжения создает капли на своем пике, а размер капель пропорционален длине волны. Модель волны поверхностного натяжения и модель распыления волны поверхностного натяжения.
D - диаметр капли; Т - коэффициент поверхностного натяжения; P - плотность жидкости; f - скорость акустической волны.
Второй режим
Фонтанная атомизация, которая является распространенной формой ультразвукового распыления, использует пьезоэлектрические пластины в качестве преобразователей для генерации ультразвука на уровне мегагерца. Обычно механизм формирования фонтанного распыления заключается в следующем: когда частота ультразвуковой волны, излучаемой ультразвуковым преобразователем, составляет МГц, направленность ультразвуковой волны и ее кавитационное поле очень хороши, поэтому раствор, с которым он контактирует, будет распыляться для образования "Ультразвуковой фонтан". Типа
Большое количество аэрозолей производится одновременно с генерацией ультразвуковых фонтанов. Среди них «ультразвуковой фонтан» можно рассматривать как восходящую струю ультразвукового кавитационного поля, которая обладает однонаправленной силой излучения и симметричным циклоническим звуковым потоком. В этом типе кавитационного поля распределение кавитационных пузырьков очень различно. Когда вода и другие жидкости подвергаются кавитации из-за воздействия давления акустического излучения и физического воздействия силы ультразвукового излучения и инжекции прожектора, концентрированный тепловой эффект и механическое воздействие большого количества кавитационных пузырьков более заметны в передней части фонтан, и плотность акустической энергии значительно увеличивается вдоль направления впрыска из-за свободного впрыска ультразвука и впрыска прожектора.
В ультразвуковом фонтане основным механизмом ультразвукового фонтана является коллапс большого количества кавитационных пузырьков, высокотемпературный акустический импульсный поток и ударная волна высокого давления во время взрыва. Другие механические эффекты перемешивания, тепловые эффекты и так далее также существуют одновременно. Ультразвуковой увлажнитель, разработанный по этому принципу, часто используется в качестве увлажнителя воздуха в помещении. Он может увлажнять компьютерную комнату и шерстяную текстильную мастерскую для снятия статического электричества с оборудования, проводить дезинфекцию в помещении с помощью человеческих наркотиков, придавать красоте и форме бонсай и т.д.