Aplicación de un amplificador de potencia en el proceso de inyección de gotas con accionamiento piezoeléctrico

Nombre del experimento：estudio experimental del comportamiento de eyección de gotas actuadas piezoeléctricamente bajo coaxial

Nombre del experimento：estudio experimental del comportamiento de eyección de gotas actuadas piezoeléctricamente bajo flujo de aire coaxial

Contenido del experimento：

En este trabajo se diseña y fabrica una tobera piezoeléctrica de gotas con ranura de chorro coaxial, y se construye un sistema de inyección y observación de gotas. Una onda trapezoidal bipolar se utilizó como la forma de onda piezoeléctrica de conducción-gotas, y las imágenes de gotas en diferentes momentos se obtuvieron por una cámara de acoplamiento de carga basado en la repetibilidad del proceso de eyección de gotas. Al mismo tiempo, se estudió el comportamiento de eyección de las gotas bajo la acción del flujo de aire coaxial.

Propósito del experimento：con el fin de investigar el efecto del flujo de aire coaxial en el proceso de pulverización piezoeléctrica de gotas

Equipo de prueba：boquilla de goteo piezoeléctrico, generador de señales, amplificador de potencia ATA-2032, osciloscopio, fuente de luz LED, cámara CCD, lupa, etc.

Proceso experimental：

Utilizando el efecto piezoeléctrico inverso, la placa cerámica piezoeléctrica es estimulada por el voltaje de pulso para producir vibración mecánica, y el volumen de la cavidad de almacenamiento de líquido cambia para conducir las gotas de la boquilla. Las señales de forma de onda se generan principalmente mediante un generador de señales, se amplifican mediante un amplificador de potencia para accionar la placa piezoeléctrica y, a continuación, se conectan a un osciloscopio para mostrar la señal de forma de onda amplificada en tiempo real. Las señales de forma de onda son ondas trapezoidales bipolares.

Basándose en la buena repetibilidad entre diferentes gotas al mismo tiempo en el proceso de pulverización de gotas, se utilizó una cámara de dispositivo de carga acoplada (CCD) en el sistema de observación de gotas, y las imágenes de gotas en diferentes momentos se obtuvieron ajustando con precisión el tiempo de retardo de exposición similar en relación con la pulverización de gotas durante el experimento.

Resultado del experimento：

Con el aumento de la intensidad del flujo de aire coaxial, aparecen las siguientes conclusiones：

1. En la etapa de formación, la longitud de extensión de las gotas aumenta y el volumen de la cabeza de las gotas disminuye.

2. El tiempo de fractura de la gota a la salida de la boquilla no se ve afectado por el flujo de aire coaxial, pero el tiempo de fractura de la gota en la cabeza y la cola durante el vuelo se retrasa.

3. El volumen total final de las gotas en el chorro disminuye ligeramente, el volumen de las gotas principales disminuye y el volumen de las gotas satélite aumenta.

4. El desplazamiento de la gota principal y de la gota satélite aumentó al mismo tiempo, y la velocidad de la cabeza y del extremo de la gota aumentaron, y la fluctuación y la frecuencia de la velocidad del extremo disminuyeron.

5. La gota principal y la gota satélite son más planas, y el diámetro equivalente de la gota principal disminuye mientras que el diámetro equivalente de la gota satélite aumenta.