1927年、液体に浸された強力な超音波トランスデューサーが液体表面に向かって放射すると、液体表面に霧の層ができます。 ミストの意図は超音波の強度に関係し、ミスト液滴のサイズは超音波の周波数と液体の表面張力に関係しています。 このとき、表面波は液体の表面を伝播し、表面波の波長は超音波の周波数と表面張力にも関係しています。 液滴の直径は表面波の半波長よりわずかに小さいことが証明されており、これは液滴がピークでの表面波の放出であると考える傾向があります。 超音波霧化は、超音波エネルギーを使用して液体の微小液滴を形成するプロセスです。 超音波は、2つの方法で液体を霧化できます。
1. 振動表面の薄い液体層は、超音波振動下で毛細管重力波を励起します。
2.霧化モードは、超音波噴水の霧です。
一方通行
超音波霧化の原理には2つの理論的説明があります。 それらは、微小衝撃波理論と表面張力波理論です。 一方では、微小衝撃波の理論は、液体媒体中の超音波のキャビテーション効果が微小衝撃波の生成と霧化現象につながることを説明しています。 理論は、キャビテーション効果が液体霧化の直接の原因であると考えています。 熱放射と光放射に加えて、キャビテーション崩壊の他の部分は、微小衝撃波の形で放射します。 微小衝撃波が特定の強度に達すると、液体の微粒化を引き起こします。 一方、表面張力の理論では、液滴は液体表面波の不安定性によって生成され、液体が霧化されると考えられています。 具体的には、特定の音強度の超音波が液体を介して気液界面に向けられると、振動表面の振幅が特定の値に達すると、表面張力波に垂直な界面に表面張力波が形成され、液滴はピークから飛び出します。 霧化の形成。 この理論は、表面張力波がそのピークで液滴を生成し、液滴のサイズは波長に比例すると考えています。 表面張力波モデルと表面張力波霧化モデル図。
Dは液滴の直径です。 Tは表面張力係数です。 Pは液体密度です。 fは音波速度です。
モード2
超音波霧化の一般的な形式である噴水霧化は、圧電ウエハをトランスデューサとして使用してメガヘルツレベルの超音波を生成します。 通常、噴水霧化の形成メカニズムは次のとおりです。超音波トランスデューサーから放出される超音波の周波数がMHzの場合、超音波とそのキャビテーションフィールドの指向性は非常に良好であるため、それに接触する溶液は噴霧されて形成されます「超音波噴水」。 のようなもの
多数のエアロゾルが、超音波噴水の生成と同時に生成されます。 その中でも、「超音波噴水」は、一方向の放射力と対称的なサイクロン音の流れを持つ超音波キャビテーション場の上向き噴流と見なすことができます。 この種のキャビテーションフィールドでは、キャビテーション泡の分布が大きく異なります。 音響放射圧力の効果と超音波放射力とスポットライト注入の物理的効果により、水や他の液体がキャビテーションを起こすと、多数のキャビテーション気泡の集中した熱効果と機械的効果が前面でより顕著になります。噴水、および音響エネルギー密度は、超音波のない注入とスポットライト注入により、注入方向に沿って大幅に増加します。
超音波噴水では、超音波噴水の主なメカニズムは、多数のキャビテーション気泡の崩壊、バースト中の高温音響インパルスフローおよび高圧衝撃波です。 他の機械的攪拌効果、熱効果なども同時に存在します。 この原理で設計された超音波加湿器は、屋内の加湿器としてよく使用されます。 コンピューター室とウール織物のワークショップを加湿して、機器の静電気を除去し、人間の薬で室内を消毒し、顔の美しさを作り、盆栽を形作ることができます。
