Relevantné štúdie sa domnievajú, že ultrazvuková atomizácia je proces používania ultrazvukovej energie na výrobu kvapôčok kvapaliny v plynnej fáze, to znamená, že ultrazvukové vlny sa vytvárajú na povrchu vibračnej kvapaliny a vibračný pík zložený z amplitúdy sa oddeľuje a rozbije kvapky od povrchu. Keď sa ultrazvuková frekvencia zvyšuje, atomizované kvapôčky sa stanú tenšími a jemnejšími. Všeobecne platí, že pri pôsobení frekvencie ultrazvukových vibrácií je možné získať jemné kvapôčky. Okrem toho môže ultrazvukové frekvenčné pole eliminovať alebo riediť vrstvu hraničnej teploty v blízkosti povrchu prenosu tepla, čím podporuje prenos tepla.
Používajú sa rôzne typy atomizačných procesov, ktoré možno klasifikovať podľa účinku prenosu energie na atomizáciu povrchu kvapalného filmu. Mechanické alebo tradičné procesy atomizácie, ako je atomizácia dvoch tekutín, atomizácia tlaku a atomizácia rotačných diskov, používajú mechanickú energiu na tlak alebo zvýšenie kinetickej energie kvapaliny, aby sa mohla rozdeliť vo forme kvapôčok. Tieto procesy vyžadujú viac energie a nemajú kontrolu nad konečnou veľkosťou a vyhadzovacou rýchlosťou kvapiek.
Na rozdiel od tradičnej atomizácie môže byť efektívnejšia a vyžaduje sa iba elektrická energia, ktorá sa prenáša do piezoelektrického prevodníka, aby sa dýza viedla k rezonácii. Kvapky nemajú žiadne pohyblivé časti, na vytvorenie kvapiek sa používajú iba mechanické vibrácie generované dodávanou elektrickou energiou. Pretože nie je potrebná žiadna ďalšia energia, rozdelenie veľkosti kvapiek sa dá lepšie kontrolovať.
Priemerný priemer kvapôčok generovaných kapilárnymi píkmi pri vynútených vibračných frekvenciách 10 - 800 kHz pre rôzne pracovné tekutiny (vrátane vody, oleja a roztaveného vosku) a bol stanovený vzťah medzi priemernými priemermi prúdových kvapôčok. dp=0.34*8π / ρf2
Kapilárne vlny a kavitačné účinky
Generovanie ultrazvukovej atomizácie je založené na účinku kapilárnych vĺn a kavitačného efektu. Pri pôsobení na atomizujúcu hlavu 20 kHz s nižším výkonom sa pozoruje, že na povrchu atomizujúcej hlavy sa nachádza pravidelná štruktúra podobná mriežke, s rovnakým počtom vrcholov a žľabov na jednotku plochy nazývanú kapilárne vlny. Tento nízko výkonný vstup spôsobuje narušenie povrchu bez skutočného vyhadzovania kvapiek.
Kavitácia je mikroskopický jav, ktorý nie je možné priamo pozorovať na povrchu atomizujúcej hlavy voľným okom. Dva rôzne typy kvapôčok sa našli prostredníctvom časovej plochy fotoaparátu, konkrétne takmer sférické kvapôčky a pruhy, pričom pruhy majú vyššie rýchlosti a takmer sférické kvapôčky, ktoré majú menšiu rýchlosť, kde je možné identifikovať prítomnosť kavitácie.
Tvorba dutín v blízkosti povrchu rozprašovača a v kvapalnom filme a následný kolaps týchto dutín vedie k miestnemu uvoľňovaniu veľkého množstva energie; V porovnaní s nízkymi ejekčnými rýchlosťami pozorovanými v prípade ejekcie kvapôčok vyvolaného šírením kapilárnych vĺn sa účinok kavitácie výrazne zvyšuje rýchlosť vyhadzovania kvapiek. Zároveň sa povrchová plocha zaberala kvapalinou na špičke atomizujúcej hlavy, keď sa zvyšuje frekvencia atomizéra, čo sťažuje zachytenie kapilárnych vĺn na povrchu.
