En 1927, quand un puissant transducteur à ultrasons immergé dans un liquide émet vers la surface du liquide, il se forme une couche de brouillard à la surface du liquide. L'intension du brouillard est liée à l'intensité de l'onde ultrasonore, tandis que la taille des gouttelettes du brouillard est liée à la fréquence de l'onde ultrasonore et à la tension superficielle du liquide. À ce stade, les ondes de surface se propagent à la surface du liquide et la longueur d'onde des ondes de surface est également liée à la fréquence et à la tension de surface des ondes ultrasonores. Il a été prouvé que le diamètre des gouttelettes est légèrement inférieur à la moitié de la longueur d'onde d'une onde de surface, ce qui laisse penser que les gouttelettes sont des éjections d'ondes de surface au maximum. L'atomisation par ultrasons est le processus de formation de micro-gouttelettes de liquide en utilisant de l'énergie ultrasonore. L'échographie peut atomiser un liquide de deux manières:
1. La fine couche de liquide sur la surface vibrante excite une onde de gravité capillaire sous vibration ultrasonore.
2. Le mode d'atomisation est la formation de buée sur la fontaine à ultrasons.
Une manière
Il y a deux explications théoriques pour le principe de l'atomisation par ultrasons. Ce sont la théorie des micro-ondes et la théorie des ondes de tension superficielle. D'une part, la théorie des ondes de micro-choc explique que l'effet de cavitation des ultrasons en milieu liquide conduit à la génération d'une onde de micro-choc et au phénomène d'atomisation. La théorie soutient que l'effet de cavitation est la cause directe de l'atomisation en liquide. Outre le rayonnement thermique et optique, les autres parties de l’effondrement de la cavitation rayonnent sous forme d’onde de micro-choc. Lorsque l'onde de micro-choc atteint une certaine intensité, elle provoque une atomisation du liquide. D'autre part, la théorie de la tension superficielle soutient que la gouttelette est générée par l'instabilité de l'onde de surface du liquide, ce qui provoque la pulvérisation du liquide. Plus précisément, lorsque l'onde ultrasonore d'une certaine intensité sonore se dirige vers l'interface gaz-liquide à travers le liquide, elle forme une onde de tension superficielle à l'interface perpendiculaire à l'onde de tension superficielle, dès que l'amplitude de la surface de vibration atteint une certaine valeur, la gouttelette va voler du sommet. La formation de l'atomisation. Selon cette théorie, l’onde de tension superficielle produit des gouttelettes à son apogée et leur taille est proportionnelle à la longueur d’onde. Modèle d'ondes de tension superficielle et de modèle d'atomisation d'ondes de tension superficielle.
D est le diamètre des gouttelettes; T est le coefficient de tension superficielle; P est la densité du liquide; f est le taux d'onde acoustique.
Mode deux
L'atomisation par fontaine, qui est une forme courante d'atomisation par ultrasons, utilise des tranches piézoélectriques comme transducteurs pour générer des ultrasons de niveau mégahertz. Généralement, le mécanisme de formation de la pulvérisation de fontaine est le suivant: lorsque la fréquence de l’onde ultrasonore émise par le transducteur ultrasonore est de MHz, la directivité de l’onde ultrasonore et son champ de cavitation sont très bons, ainsi la solution en contact avec elle sera pulvérisée pour former "fontaine à ultrasons". Une sorte de
Un grand nombre d'aérosols sont produits simultanément à la génération de fontaines à ultrasons. Parmi eux, "fontaine à ultrasons" peut être considéré comme un jet ascendant de champ de cavitation ultrasonore, qui possède une force de radiation unidirectionnelle et un flux de son cyclonique symétrique. Dans ce type de champ de cavitation, la répartition des bulles de cavitation est très différente. Lorsque l’eau et d’autres liquides sont évaporés, sous l’effet de la pression de rayonnement acoustique et de l’effet physique de la force de rayonnement ultrasonore et de l’injection de projecteurs, l’effet thermique concentré et l’effet mécanique d’un grand nombre de bulles de cavitation sont plus marqués à l’avant du fontaine, et la densité d'énergie acoustique augmente considérablement dans la direction de l'injection en raison de l'injection libre par ultrasons et de l'injection de projecteur.
Dans la fontaine à ultrasons, le mécanisme principal de la fontaine à ultrasons est l’effondrement d’un grand nombre de bulles de cavitation, le flux d’impulsions acoustiques à haute température et l’onde de choc à haute pression lors de l’éclatement. D'autres effets d'agitation mécaniques, effets thermiques, etc. existent également en même temps. L'humidificateur à ultrasons conçu selon ce principe est souvent utilisé comme humidificateur d'intérieur. Il peut humidifier la salle informatique et l’atelier de textile en laine pour éliminer l’électricité statique de l’équipement, se désinfecter à l’intérieur à l’aide de médicaments humains, confectionner la beauté du visage et façonner le bonsaï, etc.
