עקרון הרסנות קולי

בשנת 1927, כאשר מתמר קולי חזק שטבול בנוזל פולט לעבר משטח הנוזל, תהיה שכבת ערפל על פני הנוזל. כוונת הערפל קשורה לעוצמת הגל הקולי ואילו גודל טיפות הערפל קשור לתדירות הגל הקולי ומתח השטח של הנוזל. בשלב זה, גל פני השטח מתפשט על פני הנוזל, ואורך הגל של גל פני השטח קשור גם לתדר ומתח השטח של הגל הקולי. מתוך הוכח כי קוטר הטיפות קטן מעט ממחצית הגל של גל השטח, מה שגורם לאנשים נוטים לחשוב כי טיפות הן פליטות של גל פני השטח בשיא. ריסוס אולטראסאונד הוא תהליך היווצרות טיפות מיקרו של נוזלים באמצעות אנרגיה קולית. אולטרסאונד יכול לרסס נוזלים בשתי דרכים:

1. שכבת הנוזל הדקיקה על פני השטח הרוטט מרגשת גל כובד נימי תחת רטט קולי.

2. מצב ההתזה הוא ערפל המזרקה הקולית.

דרך אחת

ישנם שני הסברים תיאורטיים לעיקרון ההאטה האולטראסונית. זוהי תיאוריית גלי מיקרו-הלם ותיאוריית גל מתח מתח. מצד אחד, התיאוריה של גל מיקרו-הלם מסבירה כי השפעת cavitation של אולטרסאונד במדיום נוזלי מובילה ליצירת גל מיקרו-הלם ולתופעת ההאטה. התיאוריה גורסת כי אפקט cavitation הוא הגורם הישיר להתרכבות נוזלית. בנוסף לקרינה תרמית ואופטית, החלקים האחרים של התמוטטות cavitation מקרינים בצורה של מיקרו-הלם. כשגל המיקרו-הלם מגיע לעוצמה מסוימת, הוא גורם להרס נוזלי. מצד שני, התיאוריה של מתח פני השטח גורסת כי הטיפה נוצרת על ידי חוסר היציבות של גל משטח נוזלי, הגורם לנוזל להתפור. באופן ספציפי, כאשר הגל הקולי בעוצמת צליל מסוימת מכוון לממשק נוזל הגז דרך הנוזל, הוא יוצר גל מתח פני השטח בממשק הניצב לגל מתח המשטח, ברגע שהמשרעת של משטח הרטט מגיע לערך מסוים, הטיפה תעוף מהשיא. היווצרות האטומיזציה. תיאוריה זו גורסת כי גל מתח המשטח מייצר טיפות בשיאו, וגודל הטיפות פרופורציונאלי לאורך הגל. מודל גל המתח לפני השטח ותרשים מודל ההאטומיזציה של גל המתח.

D קוטר הטיפה; T הוא מקדם מתח פני השטח; P הוא צפיפות נוזלים; f הוא קצב גלים אקוסטי.

מצב שני

אטומיזציה של מזרקה, שהיא צורה נפוצה של ריסוס קולי, משתמשת בפלים פיזואלקטריים כמתמרים לייצור אולטראסאונד ברמת מגהרטז. בדרך כלל, מנגנון ההיווצרות של אטומיזציה של מזרקה הוא כדלקמן: כאשר תדירות הגל הקולי הנפלט על ידי מתמר קולי היא MHz, הכוונות של הגל הקולי ושדה cavitation שלו הוא טוב מאוד, כך שהפתרון שאליו נוצר קשר יותז לרסיסים ליצירה "מזרקה קולית". סוג של

מספר גדול של אירוסולים מיוצרים במקביל לייצור המזרקות הקוליות. ביניהם, "מזרקה קולית" יכולה להיחשב כמטוס כלפי מעלה של שדה cavitation קולי, בעל כוח קרינה חד כיווני וזרימת צליל ציקלונית סימטרית. בתחום מסוג זה של cavitation, התפלגות בועות cavitation שונה מאוד. כאשר מים ונוזלים אחרים עוברים חלל מוחלשים, כתוצאה מהשפעת לחץ הקרינה האקוסטית וההשפעה הפיזית של כוח הקרינה הקולי והזרקת הזרקור, ההשפעה התרמית המרוכזת וההשפעה המכנית של מספר גדול של בועות cavitation בולטים יותר בקדמת החלק הקדמי של מזרקה, וצפיפות האנרגיה האקוסטית מוגברת מאוד לאורך כיוון ההזרקה כתוצאה מהזרקה קולית והזרקת זרקור.

במזרקה הקולית, המנגנון העיקרי של המזרקה הקולית הוא קריסת מספר גדול של בועות cavitation, זרימת הדחף האקוסטית בטמפרטורה גבוהה וגל הלם בלחץ גבוה במהלך ההתפרצות. אפקטים של ערבוב מכני אחרים, אפקטים תרמיים וכן הלאה קיימים גם בעת ובעונה אחת. מכשיר האדים הקולי המעוצב לפי עיקרון זה משמש לרוב כמו מכשיר אדים מקורה. זה יכול להרטיב את חדר המחשבים וסדנת טקסטיל הצמר כדי להסיר את החשמל הסטטי של הציוד, לחטא בבית בתרופות אנושיות, לעשות יופי פנים ולעצב בונסאי וכו '.