高频声表面波液滴雾化器设计与实验研究

摘要

针对现有的雾化装置粒径分散较广及难以生成大量微米级与亚微米级液滴等问题,设计并加工了一种基于声表面波的液滴雾化装置。首先,利用COMSOL仿真软件对声表面波器件的结构建模并进行压电仿真分析,模拟声表面波的振动传播,得到其谐振频率为18.269 MHz。其次,基于声-压电耦合多物理场模拟声波在固-液界面的衍射,以及在液体中的传播过程。最后,加工声表面波雾化实验装置并进行液滴雾化实验,通过调整激励信号频率与输入功率实现了液滴的稳定雾化,对雾化后的液滴粒径分布进行测试。实验结果表明,当输入信号幅值为420 mV,谐振频率为19.259 MHz时,该装置生成大量微米级细小液滴,液滴粒径基本呈三峰分布,主要集中在3μm、30μm与500μm。