Formiranje ultrazvučne atomizacije i uticajni faktori

Atomizacija tečnosti je proces u kojem se tečni film koji je u normalnom smjeru podvrgnut dovoljnoj površinskoj uznemirenosti odvaja od površine i dijeli na sitne kapljice vode, poput magle u plinskoj fazi. Atomizacija tečnosti igra važnu ulogu u industrijskim procesima kao što su sušenje raspršivanjem, film prevlačenja, hlađenje raspršivanjem, spaljivanje i izgaranje tečnih goriva i otpada, priprema finih prahova i priprema emulzija. U tim aplikacijama većina zahtijeva da kapljice imaju željenu raspodjelu čestica.

Atomizirana klasifikacija

Različiti tipovi procesa atomizacije koriste se za razvrstavanje učinaka atomizacije površine tečnog filma prema načinu prenosa energije. Mehanički ili konvencionalni postupci atomizacije, kao što su atomizacija sa dva tečnog fluida, atomizacija pod pritiskom i rotacijska atomizacija, koriste mehaničku energiju za pritisak na tečnost ili povećavaju kinetičku energiju da bi se ona raspadala u obliku kapljica. Za ove procese je potrebno više energije i ne kontrolišu konačnu veličinu i brzinu izbacivanja kapljica.

Za razliku od konvencionalne atomizacije, ultrazvučna atomizacija može biti efikasnija, zahtijevajući samo električnu energiju da se prenosi piezoelektričnim pretvornikom kako bi mlaznica pokrenula rezonancu. Kapljice nemaju pokretne dijelove, a za stvaranje kapljica koriste se samo mehaničke vibracije generirane isporučenom električnom energijom. Ultrazvučna atomizacija omogućava bolju kontrolu raspodjele veličine kapljica, jer nije potrebna dodatna energija.

Prosječni promjer kapljica proizveden pomoću kapilarnih vrhova pri različitim frekvencijama prisilne tekućine (uključujući vodu, ulje i rastopljeni vosak) na 10 do 800 kHz, uspostavlja odnos između prosječnog promjera prskanih kapljica.

Kapilarni talas i kavitacijski efekat

Ultrazvučna atomizacija se zasniva na efektima kapilarnih talasa i kavitacijskim efektima. Kada se na ultrazvučnu raspršivačku glavu od 20 KHz primijeni niža snaga, na površini glave za raspršivanje primjećuje se mrežna pravilna struktura, a isti broj vrhova i žljebova po jedinici površine naziva se kapilarnim valovima. Ovaj mali ulaz energije stvara interferenciju na površini bez stvarnog izbacivanja kapljica.

Kavitacija je mikroskopski fenomen koji se ne može direktno posmatrati na površini atomizirane glave golim okom. Fotografskim pregledom vremenskim kašnjenjem utvrđeno je da postoje dvije različite vrste kapljica, to su skoro sferične kapljice i pruge, pruge imaju veću brzinu, a skoro sferične kapljice imaju samo manju brzinu, u kojoj je prisutno kavitacije može se odrediti.