Математическая модель процесса многостадийного дробления капель в ультразвуковом поле

Аннотация

Рассматривается задача создания мелкодисперсных аэрозолей новым способом, заключающимся в разрушении капель жидкости в серии пучностей мощного ультразвукового поля, что позволяет получить облако аэрозоля с размером капель менее 50 мкм с высокой производительностью при относительно низких энергетических затратах. Предложена математическая модель многостадийного распыления капель в акустическом поле, построенная на основе энергетического подхода с использованием гидродинамических критериев, основными из которых являются число Вебера и акустическое число Бонда. Определены критические условия разрушения капель и их предельный размер. Описаны возможные механизмы распада капель при их последовательном прохождении через пучности ультразвукового поля в зависимости от начального размера капель, скорости их движения, поверхностного натяжения жидкости в каплях и звукового давления. На основе результатов измерений дисперсных параметров аэрозоля, полученного в процессе многостадийного распыления жидкости в акустическом поле, определены свободные параметры математической модели процесса.