Наука о тонком тумане: понимание распыления

Ежедневное чудо распылителя тумана

Простое нажатие на спусковой крючок и выпуск мелкого облака жидкости — это то, что многие из нас делают каждый день, независимо от того, чистим ли мы, увлажняем или распыляем одеколон. Это, казалось бы, обыденное действие на самом деле является замечательной демонстрацией гидродинамики и машиностроения, упакованной в пластиковый корпус Распылитель тумана . Но как именно поток жидкости превращается в тонкий, равномерно распределенный туман? Ответ кроется в процессе распыление .

Что такое атомизация?

Распыление — это процесс разделения объемной жидкости на распыление мелких капель. Эта трансформация имеет решающее значение во многих приложениях: от впрыска топлива в двигатели до опыления сельскохозяйственных культур и даже в распылителях для медицинских процедур. В случае с простым распылителем распыление достигается за счет механической силы и продуманной конструкции.

Роль давления и конструкции сопла

Путешествие жидкости начинается, когда вы нажимаете на спусковой крючок. Это действие задействует механизм поршневого насоса внутри корпуса Распылитель тумана .

• Насосное действие: При нажатии на курок сжимается небольшой поршень, который выталкивает жидкость из резервуара вверх по погружной трубке в камеру насоса.
• Создание давления: Когда жидкость попадает в камеру, давление быстро нарастает.
• Критический момент на сопле: Затем жидкость под высоким давлением пропускается через крошечный, точно спроектированный сопло или отверстие. Это сопло является сердцем процесса распыления.

Основополагающим принципом здесь является быстрое преобразование жидкости в потенциальная энергия (из-за давления) в кинетическая энергия (из-за высокой скорости). Когда жидкость выходит из ограниченного пространства сопла в среду низкого давления открытого воздуха, внезапное падение давления и высокая скорость приводят к нестабильности потока жидкости.

Как контролируется размер капель

Качество тумана (насколько мелкие и однородные капли) в первую очередь определяется геометрия сопла и сила применяется.

Типы насадок и их эффекты

Различные способы распыления требуют разного размера капель. Распылитель из садового шланга создает большие капли для полива, а распылитель духов создает очень мелкий, почти невидимый туман. Распылитель тумана Расположен посередине и предназначен для создания капель, достаточно маленьких, чтобы плавать и равномерно распределяться, но достаточно больших, чтобы эффективно покрывать поверхность.

• Вихревые камеры: Многие высококачественные распылители, даже в простых распылителях, имеют небольшой внутренний диаметр. вихревая камера . Жидкость поступает в эту камеру по касательной (под углом), заставляя ее быстро вращаться перед выходом из последнего отверстия. Это вращательное движение распределяет жидкость в очень тонкий лист или конус прямо на выходе из сопла, который затем естественным образом и быстро распадается на мелкие однородные капли.
• Ударное распыление: В некоторых конструкциях используется простая струя жидкости, направленная на плоскую поверхность. Удар разбивает жидкость на брызги.

Цель состоит в том, чтобы максимизировать площадь поверхности жидкости. Разбивая объем жидкости на миллионы крошечных капель, общая площадь поверхности, контактирующей с воздухом, резко увеличивается. Вот почему мелкий туман может охладить поверхность или человека более эффективно, чем брызги воды: быстрое испарение с большой площади поверхности быстро отводит тепло.

Помимо ручной перекачки: технология непрерывного распыления

Современные инновации, основанные на классике Распылитель тумана дизайн - это распылитель непрерывного тумана . Эти флаконы часто оснащены специальным подпружиненным насосным механизмом, который при одном нажатии на курок производит продолжительную непрерывную струю, продолжающуюся несколько секунд.

Секрет непрерывного действия заключается в усовершенствованной системе насоса и аккумулятора. Одно нажатие на спусковой крючок не только перекачивает жидкость, но и сжимает воздух в небольшой герметичной камере или аккумулятор . Это накопленное давление воздуха затем действует как вторичный источник энергии, продолжая проталкивать жидкость через сопло с постоянной скоростью, даже если после спусковой крючок отпущен, обеспечивая плавное действие, подобное аэрозолю, без использования химических пропеллентов.

Распылитель тумана это больше, чем просто контейнер и насос; это свидетельство того, насколько простые, но мощные механические принципы можно использовать для управления фундаментальной природой жидкостей, предоставляя незаменимый инструмент для решения бесчисленных задач.