Studi rilevanti ritengono che l'atomizzazione ultrasonica sia il processo di utilizzo dell'energia ad ultrasuoni per realizzare goccioline di liquido a forma di liquido nella fase gassosa, ovvero onde ad ultrasuoni sono generate sulla superficie del liquido vibrante e il picco di vibrazione composto da ampiezza separa e rompe le gocce dalla superficie. All'aumentare della frequenza ad ultrasuoni, le goccioline atomizzate diventano più sottili e più fini. In generale, sotto l'azione della frequenza di vibrazione ultrasonica, è possibile ottenere goccioline sottili. Inoltre, il campo di frequenza ad ultrasuoni può eliminare o assottigliare lo strato limite di temperatura vicino alla superficie di trasferimento di calore, promuovendo così il trasferimento di calore.
Vengono utilizzati diversi tipi di processi di atomizzazione, che possono essere classificati in base all'effetto del trasferimento di energia sull'atomizzazione della superficie del film liquido. I processi di atomizzazione meccanica o tradizionale, come l'atomizzazione a due fluidi, l'atomizzazione della pressione e l'atomizzazione del disco rotante, usano l'energia meccanica per pressurizzare o aumentare l'energia cinetica di un liquido in modo che possa essere scomposto sotto forma di goccioline. Questi processi richiedono più energia e non hanno alcun controllo sulla dimensione finale e sulla velocità di espulsione delle goccioline.
Diversamente dall'atomizzazione tradizionale, può essere più efficiente e richiede solo l'energia elettrica da trasmettere al trasduttore piezoelettrico per guidare l'ugello per risuonare. Le goccioline non hanno parti in movimento, solo le vibrazioni meccaniche generate dall'energia elettrica fornita vengono utilizzate per creare le goccioline. Poiché non è necessaria alcuna energia aggiuntiva, la distribuzione delle dimensioni delle goccioline può essere controllata meglio.
I diametri medi di goccioline generati dai picchi capillari a frequenze di vibrazione forzata di 10–800 kHz per diversi fluidi di lavoro (tra cui acqua, olio e cera fusa) e è stata stabilita la relazione tra i diametri medi di gocce a gettito. dp=0.34*8π / ρf2
Onde capillari ed effetti di cavitazione
La generazione di atomizzazione ad ultrasuoni si basa sull'effetto dell'onda capillare e sull'effetto della cavitazione. Quando si agisce sulla testa atomizzante a 20khz con una potenza inferiore, si osserva che esiste una struttura regolare simile a una griglia sulla superficie della testa atomizzante, con lo stesso numero di picchi e trogoli per unità di area, chiamata onde capillari. Questo input di potenza bassa produce disturbi della superficie senza espulsione di goccioline.
La cavitazione è un fenomeno microscopico che non può essere osservato direttamente sulla superficie della testa atomizzante ad occhio nudo. Due diversi tipi di goccioline sono stati trovati attraverso la fotocamera time-lapse, vale a dire goccioline e strisce quasi sferiche, con strisce con velocità più elevate e goccioline quasi sferiche con meno velocità, dove è possibile identificare la presenza di cavitazione.
La formazione di cavità vicino alla superficie dell'atomizzatore e nel film liquido e il successivo collasso di queste cavità si traduce nel rilascio locale di grandi quantità di energia; Pertanto, rispetto alle velocità a bassa eiezione osservate nel caso dell'espulsione delle goccioline indotte dalla propagazione delle onde capillari, l'effetto di cavitazione aumenta notevolmente la velocità di espulsione delle goccioline. Allo stesso tempo, la superficie occupata dal liquido sulla punta della testa atomizzante diminuisce all'aumentare della frequenza dell'atomizzatore, rendendo difficile catturare le onde capillari sulla superficie.
