În 1927, când un puternic traductor ultrasonic cufundat în lichid emite spre suprafața lichidului, va exista un strat de ceață pe suprafața lichidului. Intensitatea ceții este legată de intensitatea undei ultrasonice, în timp ce mărimea picăturilor de ceață este legată de frecvența undei ultrasonice și tensiunea superficială a lichidului. În acest moment, unda de suprafață se propagă pe suprafața lichidului, iar lungimea de undă a undei de suprafață este, de asemenea, legată de frecvența și tensiunea superficială a undei ultrasonice. S-a dovedit că diametrul picăturilor este puțin mai mic decât jumătatea lungimii de undă a undei de suprafață, ceea ce face ca oamenii să aibă tendința de a crede că picăturile sunt ejectări ale undei de suprafață la vârf. Atomizarea cu ultrasunete este procesul de formare a micro-picăturilor de lichid prin utilizarea ultrasonicului. Ecografia poate atomiza lichidul în două moduri:
1. Stratul subțire de lichid de pe suprafața vibrantă excită o undă gravitațională capilară sub vibrații ultrasonice.
2. Modul de atomizare reprezintă ceața fântânii cu ultrasunete.
Într-un fel
Există două explicații teoretice pentru principiul atomizării cu ultrasunete. Sunt teoria undelor de șoc micro și teoria undelor de tensiune superficială. Pe de o parte, teoria undei de micro-șoc explică faptul că efectul cavitației ultrasunetelor în mediu lichid duce la generarea undei de micro-șoc și fenomenul de atomizare. Teoria susține că efectul cavitației este cauza directă a atomizării lichidelor. Pe lângă radiațiile termice și optice, celelalte părți ale colapsului cavitației radiază sub formă de undă de micro-șoc. Când unda de micro-șoc atinge o anumită intensitate, provoacă atomizarea lichidului. Pe de altă parte, teoria tensiunii superficiale susține că picătura este generată de instabilitatea undei de suprafață lichidă, ceea ce determină atomizarea lichidului. Mai exact, când unda ultrasonică a unei anumite intensități sonore se îndreaptă către interfața gaz-lichid prin lichid, ea formează o undă de tensiune superficială la interfața perpendiculară pe unda de tensiune superficială, odată ce amplitudinea suprafeței de vibrație atinge o anumită valoare, picătura va zbura din vârf. Formarea atomizării. Această teorie susține că unda de tensiune superficială produce picături în vârful său, iar dimensiunea picăturilor este proporțională cu lungimea de undă. Modelul undelor de tensiune superficială și modelul de atomizare a undelor de tensiune superficială.
D este diametrul picăturii; T este coeficientul de tensiune superficială; P este densitatea lichidului; f este rata de undă acustică.
Modul doi
Atomizarea fântânii, care este o formă comună de atomizare cu ultrasunete, folosește placi piezoelectrice ca traductoare pentru a genera ultrasunete la nivel de megahertz. De obicei, mecanismul de formare a atomizării fântânii este următorul: când frecvența undei ultrasonice emise de traductorul cu ultrasunete este MHz, directivitatea undei ultrasonice și câmpul său de cavitație este foarte bună, astfel încât soluția contactată cu aceasta va fi pulverizată pentru a se forma „fântână cu ultrasunete”. Un fel de
Un număr mare de aerosoli sunt produși simultan cu generarea de fântâni cu ultrasunete. Printre ele, „fântâna cu ultrasunete” poate fi privită ca un jet ascendent de câmp de cavitație ultrasonică, care are o forță de radiație unidirecțională și un flux de sunet ciclonic simetric. În acest tip de câmp de cavitație, distribuția bulelor de cavitație este foarte diferită. Atunci când apa și alte lichide sunt cavitate, datorită efectului presiunii radiației acustice și efectului fizic al forței de radiație cu ultrasunete și al injecției cu lumina reflectoarelor, efectul termic concentrat și efectul mecanic al unui număr mare de bule de cavitație sunt mai proeminente în partea din față a fântână, iar densitatea de energie acustică este crescută de-a lungul direcției de injecție datorită injecției cu ultrasunete și a injecției cu lumina reflectoarelor.
În fântâna cu ultrasunete, principalul mecanism al fântânii cu ultrasunete este prăbușirea unui număr mare de bule de cavitație, curgerea impulsului acustic la temperatură ridicată și unda de șoc de înaltă presiune în timpul exploziei. De asemenea, există și alte efecte mecanice de agitare, efecte termice etc. Umidificatorul cu ultrasunete proiectat cu acest principiu este adesea folosit ca umidificator interior. Poate umida sala de calculatoare și atelierul textil din lână pentru a îndepărta electricitatea statică a echipamentelor, a dezinfecta interiorul cu medicamente umane, a face frumusețea facială și a forma bonsai etc.
