Хмелев В.Н., Шалунов А.В., Терентьев С.А., Генне Д.В. «Обеспечение заданной производительности ультразвукового распыления жидких сред» Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов, 337, № 7, с. 16-24 (2026)

Актуальность. Ультразвуковое распыление находит широкое распространение во многих областях промышленности при переработке жидких сред и расплавов в частицы заданного размера, безопасной утилизации газовых отходов, распылительной сушке. Целесообразность применения ультразвукового распыления обусловлена возможностью получения мелкодисперсных частиц монодисперсного состава при минимальных затратах энергии по сравнению с другими способами распыления. Поскольку распыление осуществляется при подаче жидкой среды на колеблющуюся с ультразвуковой частотой поверхность, возникает необходимость формирования на этой поверхности максимального количества жидкости, размещенного в слое оптимальной для распыления толщины. Для обеспечения максимальной производительности недостаточно подачи распыляемой жидкости на поверхность через один канал, а увеличение его диаметра не позволяет решить проблему из-за невозможности обеспечения распределения большого количества жидкости на поверхности вокруг одного канала подачи с оптимальной толщиной. Цель обусловлена необходимостью обеспечения подачи жидкости на колеблющуюся поверхность через множество каналов на этой поверхности, чтобы обеспечить максимально возможную производительность распыления без увеличения размеров получаемых капель. Методы. В работе предлагается методика расчета формы распылительной поверхности и расстояния между отверстиями, через которые происходит подача жидкости на колеблющуюся поверхность для обеспечения заданной производительности распыления. Результаты и выводы. Результатом работы стало экспериментальное определение зависимости радиуса растекания жидкости R0 от вязкости и поверхностного натяжения. Выявлено, что при увеличении вязкости радиус растекания жидкости уменьшается и требуется увеличение амплитуды колебаний для распыления. При уменьшении коэффициента поверхностного натяжения радиус растекания жидкости R0 растет, а амплитуда колебаний для распыления может снижаться. Предложенная и разработанная методика, а также определенные числовые значения параметра R0 позволили спроектировать ультразвуковой распылитель жидких сред с формированием распыляемых капель со средним диаметром не более 65 мкм, с производительность более 15 мл/с при потребляемой полной мощности менее 150 ВА.