האם ערפילות קולית עובדת?

מחקרים רלוונטיים מאמינים כי אטומיזציה קולית היא תהליך של שימוש באנרגיה קולית כדי להפוך את נוזל טופס טיפות עדינות בשלב הגז, כלומר, גלים קוליים נוצרים על פני השטח של הנוזל הרוטט, ואת שיא הרטט המורכב משרעת מפרידה ושוברת את הטיפות מפני השטח. ככל שהתדירות הקולית עולה, הטיפות האטומים הופכות דקות יותר ויותר. בדרך כלל, תחת הפעולה של תדר רטט קולי, טיפות עדינות ניתן להשיג. בנוסף, שדה התדר הקולי יכול לחסל או לדלל את שכבת גבול הטמפרטורה ליד משטח העברת החום, ובכך לקדם העברת חום.

סוגים שונים של תהליכי אטומיזציה משמשים, אשר ניתן לסווג על פי ההשפעה של העברת אנרגיה על אטומיזציה של משטח הסרט הנוזלי. תהליכי אטומיזציה מכניים או מסורתיים, כגון אטומיזציה של שני נוזלים, אטומיזציה של לחץ ואטומיזציה של דיסק סיבובי, משתמשים באנרגיה מכנית כדי ללחוץ או להגדיל את האנרגיה הקינטית של נוזל, כך שניתן יהיה לפרק אותו בצורה של טיפות. תהליכים אלה דורשים יותר אנרגיה ואין להם שליטה על הגודל הסופי ומהירות הפליטה של הטיפות.

שונה אטומיזציה מסורתית, זה יכול להיות יעיל יותר ורק דורש אנרגיה חשמלית להיות מועברת מתמר פיזואלקטרי לנהוג זרבובית להדהד. טיפות אין חלקים נעים, רק תנודות מכניות שנוצרו על ידי האנרגיה החשמלית המסופקת משמשים ליצירת טיפות. מכיוון שאין צורך באנרגיה נוספת, ניתן לשלוט טוב יותר בחלוקת גודל הטיפה.

הקטר הממוצע של טיפות שנוצרו על ידי פסגות נימיות בתדרי רטט כפויים של 10-800 kHz עבור נוזלי עבודה שונים (כולל מים, שמן, שעווה מותכת), ואת הקשר בין הקטרים הממוצעים של טיפות סילון הוקמה. dp = 0.34*8π / ρf2

גלים נימיים ואפקטים cavitation

הדור של אטומיזציה קולית מבוסס על אפקט גל נימי ואפקט cavitation. כאשר פועלים על ראש אטומי 20KHz עם כוח נמוך יותר, הוא ציין כי יש מבנה רגיל דמוי רשת על פני השטח של הראש אטומי, עם אותו מספר של פסגות שוקת לכל אזור יחידה, הנקרא גלים נימים. קלט בהספק נמוך זה מייצר הפרעות פני השטח ללא פליטת טיפה בפועל.

Cavitation היא תופעה מיקרוסקופית שלא ניתן לצפות בה ישירות על פני השטח של הראש האטום בעין בלתי. שני סוגים שונים של טיפות נמצאו דרך מצלמה זמן לשגות, כלומר טיפות כמעט כדוריות פסים, עם פסים בעלי מהירויות גבוהות יותר, טיפות כמעט כדוריות שיש פחות מהירות, שבו נוכחות של cavitation ניתן לזהות.

היווצרות חללים ליד משטח האטום ובסרט הנוזלי וקריסת חללים אלה לאחר מכן גורמת לשחרור מקומי של כמויות גדולות של אנרגיה; לכן, בהשוואה למהירויות הפליטה הנמוכות שנצפו במקרה של פליטת טיפה הנגרמת על ידי התפשטות גל נימי, אפקט cavitation מגדיל מאוד את מהירות הפליטה טיפה. יחד עם זאת, שטח הפנים הכבוש על ידי הנוזל בקצה הראש האטום פוחת ככל שתדירות האטום גדלה, מה שמקשה על לכידת גלים נימים על פני השטח.