{"id":8357,"date":"2022-08-10T08:32:17","date_gmt":"2022-08-10T06:32:17","guid":{"rendered":"https:\/\/www.amazemet.com\/zasada-atomizacji-ultradzwiekowej\/"},"modified":"2025-05-05T14:45:14","modified_gmt":"2025-05-05T12:45:14","slug":"zasada-atomizacji-ultradzwiekowej","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.amazemet.com\/pl\/zasada-atomizacji-ultradzwiekowej\/","title":{"rendered":"Zasada atomizacji ultrad\u017awi\u0119kowej"},"content":{"rendered":"
\n
\n

T\u0142o historyczne atomizacji ultrad\u017awi\u0119kowej<\/strong><\/h2>\n

Wed\u0142ug doniesie\u0144 literaturowych proces atomizacji ultrad\u017awi\u0119kowej zosta\u0142 po raz pierwszy opisany w 1927 roku. Jednak rozw\u00f3j tej metody wytwarzania proszk\u00f3w metali zosta\u0142 zapocz\u0105tkowany w 1964 r. przez prace Stamma nad atomizacj\u0105 metali o temperaturze topnienia do 700\u00b0C przy u\u017cyciu cz\u0119stotliwo\u015bci drga\u0144 tak wysokich jak 0,8 MHz. Jednak kwestie wytrzyma\u0142o\u015bci zm\u0119czeniowej materia\u0142u sonotrody (aktywnej cz\u0119\u015bci wibracyjnej) stanowi\u0142y barier\u0119, kt\u00f3ra znacznie ograniczy\u0142a stosowanie tej metody na korzy\u015b\u0107 atomizacji plazmowej lub gazowej. <\/p>\n

Jak dzia\u0142a atomizacja ultrad\u017awi\u0119kowa<\/strong><\/h2>\n

Atomizacja ultrad\u017awi\u0119kowa jest procesem typu ciecz-cia\u0142o sta\u0142e, jednak w przeciwie\u0144stwie do technik atomizacji gazu zamiast gazu o du\u017cej pr\u0119dko\u015bci, do tworzenia proszk\u00f3w wykorzystywane s\u0105 wibracje ultrad\u017awi\u0119kowe.<\/p>\n

G\u0142\u00f3wna zasada tej technologii opiera si\u0119 na amplitudzie i zwil\u017calno\u015bci powierzchni. Po przekroczeniu warto\u015bci progowej amplitudy drga\u0144 w warstwie cieczy zwil\u017conej sonotrod\u0105 wyst\u0119puje zjawisko powstawania stoj\u0105cych fal kapilarnych (Lierke i in., 1967). Dalszemu wzrostowi amplitudy towarzyszy rozerwanie si\u0142 wewn\u0119trznych cieczy, a ma\u0142e kropelki s\u0105 wyrzucane ze stopu. Zjawisko to wyst\u0119puje w przypadku cienkiej warstwy cieczy rozprowadzonej na powierzchni sonotrody. Przy zastosowaniu grubszych warstw ciek\u0142ego materia\u0142u wyst\u0119puje dodatkowo efekt kawitacji, podczas kt\u00f3rego zapadaj\u0105ce si\u0119 puste przestrzenie wyrzucaj\u0105 ciek\u0142y materia\u0142 z powierzchni cieczy. Rozmiar wytwarzanych cz\u0105stek zale\u017cy g\u0142\u00f3wnie od cz\u0119stotliwo\u015bci, ale tak\u017ce od w\u0142a\u015bciwo\u015bci fizycznych ciek\u0142ego materia\u0142u. Lang w 1962 r. rozwin\u0105\u0142 r\u00f3wnanie Rayleigha ze swojej pracy z 1945 r., aby dok\u0142adniej przewidzie\u0107 rozmiar kropli wyrzucanych ze stoj\u0105cych fal kapilarnych (1)<\/strong>. <\/p>\n

\"\"<\/p>\n<\/div>\n

 <\/p>\n

\n

Peskin et. al, 1963 kontynuowali badania na ten temat i zauwa\u017cyli, \u017ce r\u00f3wnie\u017c amplituda drga\u0144 i grubo\u015b\u0107 warstwy cieczy ma wp\u0142yw na wielko\u015b\u0107 kropli. R\u00f3wnanie wielko\u015bci kropli zosta\u0142o r\u00f3wnie\u017c przewidziane (Rajan et. al. 2001) z dodatkowymi czynnikami lepko\u015bci cieczy, nat\u0119\u017cenia przep\u0142ywu cieczy i amplitudy ultrad\u017awi\u0119k\u00f3w (2)<\/strong>. <\/p>\n

\"ultrasonic-atomization-principle\"<\/p>\n

Zrozumienie atomizacji ultrad\u017awi\u0119kowej<\/strong><\/h2>\n

M\u00f3wi\u0105c najpro\u015bciej, atomizacja ultrad\u017awi\u0119kowa to proces, w kt\u00f3rym ciecz w kontakcie z powierzchni\u0105 wibruj\u0105c\u0105 z cz\u0119stotliwo\u015bci\u0105 ultrad\u017awi\u0119kow\u0105 tworzy fale stoj\u0105ce, prowadz\u0105ce do wyrzucania drobnych kropelek. Przyk\u0142adem tego procesu s\u0105 nawil\u017cacze powietrza, w kt\u00f3rych wibracje ultrad\u017awi\u0119kowe tworz\u0105 drobn\u0105 mgie\u0142k\u0119 wodn\u0105. <\/p>\n

Wizualizacja za pomoc\u0105 atomizacji wody<\/strong><\/h2>\n

Szybkie filmy wideo (42 000 kl.\/s) rejestruj\u0105 istot\u0119 atomizacji ultrad\u017awi\u0119kowej przy u\u017cyciu wody dejonizowanej (DI) na sonotrodzie, kluczowym elemencie tego procesu:<\/p>\n

    \n
  • 1 wideo<\/b>: Warstwa wody DI pokazuj\u0105ca powstawanie fal stoj\u0105cych w materiale pod wp\u0142ywem mieszania ultrad\u017awi\u0119kowego.<\/li>\n<\/ul>\n<\/div>\n<\/div>\n
    \n
    \n