液体雾化方式研究现状

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液体雾化学说、常用雾化方式分析.目前科学界关于液体雾化的原理说法主要有以下五种 [ 1 ]：边界条件突变学说、空气动力干扰学说、端流扰动学说、压力振荡学说、空气扰动学说。边界条件突变学说认为液体在喷出出口处，由于液体的边界条件发生了突变，或者是因为层流射流液体因突然失去喷嘴结构壁面限制，而使液体截面内速度分布突然发生变化，从而产生雾化。空气动力干扰学说认为由于液体射流与周围空气间的互相气动互相干扰，使液体表面产生明显的波动变化，然后液体射流分散成雾状。瑞流扰动学说则认为在喷嘴内部是产生整个液体射流的雾化，液体本身的揣流度则起着主要作用，也有人认为雾化的原因是和边界突变原理类似，液体端流内部径向速度在喷嘴出曰时产生扰动，这种压力突变振荡普遍存在与液体端流中，因此它是影响雾化的主要因素。与瑞流扰动学说相对应的空气扰动学说认为液体雾化的主要原因是液体内部巨大的压力变动引起液体内穴蚀现象从而产生雾化现象。70603

机械雾化分类

日前常用的雾化方式有机械构造雾化、工作介质雾化、特殊雾化原理雾化等4[3]。其中，对雾化的机械.构造是由高速射.流作用下的液体的压力使液体.雾化引起的，它可分为直接、离心.旋转雾化，如图1.1 [ 1 ]的直接机械.雾化和机械离心雾化也可以统称为压力雾化，雾化方法和两相对较高的液体压力的要求，因此不适合在密闭空间内的液体雾化。介质雾化，根据工作介质的不同，分为蒸汽雾化和空气雾化，根据雾化的不同类型，可分为气雾剂和气泡雾化。气动雾化，高速气流通过一定压力的气体形成的，产生的气体和液体的雾化液体之间的相对高的相对速度。其优点是可以在较低的压力下实现良好的雾化，获得介质需要专用设备。气泡雾化的压缩空气进入需要将液体注入，和两形成稳定的泡沫般两相流体，两液由喷嘴喷出的内部和外部的巨大压力使泡沫迅速分散气溶胶外膜的。具体原理如图1.2所示的泡沫后。论文网

气泡雾化原理图

特殊雾化方式采用的超声波、电磁场、静电.作用等原理进行雾化。静电雾化[4].是在静电力作用下液体破碎成带电小液滴的过程，并且带点液滴。由于排斥力而加速分散雾化过程。结果表明，在高压静电作用下，液体的表面张力和粘滞阻力降低，使液体更容易破碎成更小粒径的液滴，使液滴尺寸更均匀分布。电磁场雾化与静电雾化原理是相似的，它是利用电磁力的作用将液体分解成小的磁液滴，由于液滴的相互排斥和加速雾化。然而，电磁雾化和静电雾化需要特殊的雾化介质，通常设备也比较复杂笨重，不适合常用的加湿方面。

2 超声波雾化原理分析

超声波雾化是利用超声波的空化效应和机械振动效应产生的[5]。高频震动的幅度的大小决定了超声波在介质中传播的机械效应，其振幅的大小随着机械效应的减弱而减弱。这种高频伸长和收缩波动会使液体介质脱离原位，使液体撕裂产生许多空气穴，这些气穴能在瞬间产生、成长并且破碎，此过程所产生的瞬间压力达到几千KA，这就是超声波的空化效应。

超声波是利用超声波雾化片振动产生的[5]，作为一种能量转换的装置，压电换能器能实现从电能到机械能和从机械能到电能的双向转换，即利用压电材料的压电效应以及逆压电效应工作，压电换能器是超声波的波源，因此也可以把压电换能器称之为超声波发生器。

目前应用比较广泛的超声波发生器有两种[6]，流体动力型发生器和电声转换型发生器，电声转换型又可以分为磁致伸缩振荡器和电致伸缩振荡器。机械共振腔是一个影响机械装置的震动的主要因素；影响流体动力型发生器频率的主要因素是机械共振腔的尺寸，还有其他的因素：雾滴尺寸与液体介质压力、速度、共振腔设计位置和喷嘴尺寸大小等。流体动力型雾化器通常的动力来源于液体泵或者空压机，因此；噪声大，主要用于燃油雾化方面。磁致伸缩式振荡器是利用磁性材料的磁致伸缩现象实现电声转换的超声波声波发生器，其核心为磁致伸缩振子--磁致伸缩芯。当把交变电流输入到线圈时，磁致伸缩芯发生收缩振动，从而产生超声波。目前常用的磁致伸缩芯的材料主要有铁氧体和金属两种，产生的超声波频率在1-100KHZ之间，随着新材料制备技术的发展。电致伸缩振荡器是利用压电材料或电致伸缩效应的材料产生超声波的[7]，当施加高频交流电压时，压电材料就会根据电压以及频率的大小和正负产生高频振动。在实际的工程应用中，通常会把这种材料耦合到其他物体上，材料的振动会带动附着材料的相应振动，压电换能器研制、发展及应用的基础是压电材料。压电单晶体的制作是由二氧化硅的晶体制成的，早期的压电晶体材料都是石英，不过随着材料技术的发展，陶瓷技术的进步使得压电转换器有的新的应用场景，陶瓷材料技术的大力发展，压电陶瓷的应用更为广泛。