Совместимость ультразвукового сопла

Физические свойства жидкости играют центральную роль в любом процессе распыления. Такие факторы, как вязкость, содержание твердых веществ, состав смешанного раствора и текучесть жидкости.

Сопла под давлением, гидравлические или пневматические, как правило, не подходят для абразивных материалов или материалов, которые имеют тенденцию забивать небольшие отверстия в сопле. Кроме того, часто необходимо эксплуатировать такие форсунки при высоких давлениях, что может привести к избыточному распылению и, как следствие, к потере материала.

Ультразвуковые насадки имеют много преимуществ по сравнению с напорными, но все же имеют технические ограничения. Некоторые из этих преимуществ включают мягкое низкоскоростное распыление, контролируемый диапазон распыления, широкие возможности формирования распыления и отсутствие засорения. Ограничениями ультразвуковой технологии обычно являются тип жидкости.

Хотя в настоящее время нет конкретного набора правил для измерения возможности успешного распыления жидкостей ультразвуком, мы можем дать некоторые общие рекомендации после 20 лет опыта.

Жидкости классифицируются следующим образом:

Чистая однокомпонентная жидкость (вода, спирт, бром и т. Д.)
Водный раствор (NaCl / вода, спирт / вода, 10% водный раствор КОН и т. Д.)
Твердая смесь (угольный шлам, полимерные гранулы / вода, диоксид кремния / этанол и т. Д.)
Принцип, который применяется к большинству материалов, заключается в том, что чем выше вязкость или содержание твердых веществ в жидкости, тем ниже максимальная скорость потока, при которой может распыляться данное сопло. Хотя мощность и частота ультразвука регулируются, для жидкостей с высокой вязкостью и высоким содержанием твердого вещества, независимо от того, как регулируется мощность и частота, желаемый эффект не может быть достигнут.

1. Чистая жидкость , единственным фактором, ограничивающим способность ультразвукового распыления, является вязкость. Как правило, верхний предел вязкости составляет около 100 сП. Когда вязкость уменьшается, максимальный расход увеличивается соответственно.

2. Водный раствор , в большинстве случаев ограничивающим фактором также является вязкость. Но когда раствор содержит молекулы полимера с очень длинной цепью, результаты могут отличаться. Эта молекула может ингибировать образование дискретных капель, потому что полимеризованные молекулы могут полимеризовать две-три капли.

3. Твердая смесь , на распыление влияют три основных фактора: размер частиц, концентрация твердого вещества и динамическая связь между твердым веществом и носителем.

Гранулярность является ключевым параметром. Как правило, если размер частиц превышает одну десятую от падения среднего диаметра, смесь не будет распыляться должным образом. Для капель, содержащих одну или несколько твердых частиц, размер должен быть значительно больше, чем размер твердых частиц, встроенных в них. Если это не так, то капли, образовавшиеся в результате распыления, скорее всего, не будут содержать твердых компонентов, твердые компоненты будут отделены от носителя, агрегированы на распыленной поверхности и в конечном итоге выпадут в виде агломератов.

Концентрация твердых веществ в смеси является важным фактором ее распыления. Даже если размер частиц является подходящим, другие факторы, такие как вязкость носителя и способность твердого компонента оставаться суспендированным, также играют роль в конечном распылении. Следовательно, нет четких указаний, которые позволили бы нам установить связь между атомизацией и концентрацией твердых веществ. Согласно нашему опыту, фактический верхний предел концентрации твердых веществ составляет около 40%.