超聲波噴頭是一種利用壓電換能器在噴頭頂端產(chǎn)生高頻振動(dòng)，從而在液膜中形成毛細(xì)波的噴霧器。當(dāng)毛細(xì)波的振幅達(dá)到臨界高度（由發(fā)生器提供的功率水平?jīng)Q定）時(shí)，它們變得過(guò)高而無(wú)法自我支撐，每個(gè)波尖都會(huì)掉落微小的液滴，從而實(shí)現(xiàn)霧化。
影響霧化液滴初始大小的主要因素是振動(dòng)頻率、表面張力和液體粘度。通常，頻率在25–180 kHz之間，超出人類聽(tīng)力范圍，頻率越高產(chǎn)品的液體霧化顆粒越細(xì)。
根據(jù)，中位液滴大小與頻率成反比，因此隨著頻率的增加，中位液滴大小減小。然而，液體的粘度和密度也會(huì)影響液滴大小。一般來(lái)說(shuō)，粘度越高，液滴越大；密度越高，液滴越小。此外，噴嘴的設(shè)計(jì)、噴霧角度、液體流量和壓力等參數(shù)也會(huì)對(duì)霧化效果產(chǎn)生影響。
液滴大小取決于頻率和化學(xué)性質(zhì)，根據(jù)控制數(shù)學(xué)方程式：其中，f 是振動(dòng)表面的頻率，σ 是液體的表面張力，ρ 是液體的密度。 朗后來(lái)在實(shí)驗(yàn)研究中證明了這一方程，并建立了以下經(jīng)驗(yàn)方程。
| 頻率 (kHz) | 液體 | MMD (μm) |
|---|---|---|
| 25 | 水 | 39 |
| 35 | 水 | 35 |
| 48 | 水 | 27 |
| 60 | 水 | 22 |
| 120 | 水 | 13 |
| 180 | 水 | 10 |
注：以上霧化液滴的中位粒徑為標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下以水為樣品的近似值，不同液體和大氣壓強(qiáng)會(huì)有差異。
那么什么是中位粒徑，數(shù)字中位數(shù)直徑定義了液滴大小的 50% 點(diǎn)；也就是說(shuō)，噴霧中一半的液滴的直徑大于這個(gè)值，另一半的液滴的直徑小于這個(gè)值。
液滴分布是通過(guò)將液滴群分成一組大小范圍（通道）并計(jì)算落在每個(gè)通道內(nèi)的液滴比例來(lái)獲得的。通道的寬度選擇為 4 微米。對(duì)于右邊顯示的 60 千赫噴頭分布，2% 的液滴落在覆蓋 10-14 微米范圍的通道內(nèi)，4.5% 的液滴落在 14-18 微米范圍的通道內(nèi)，依此類
推。
由于液滴直徑是在對(duì)數(shù)刻度上繪制的，通道的寬度隨著直徑的增加而顯得越來(lái)越窄。但是，每個(gè)通道的寬度都是 4 微米。峰值代表了分布的中位數(shù)液滴直徑。
超聲波霧化時(shí)，霧滴的大小是由噴頭的振動(dòng)頻率、液體的表面張力和密度來(lái)決定的，其中頻率是決定因素，頻率越高，霧滴大小中位數(shù)直徑越小。
一般而言，超聲波噴頭產(chǎn)生的霧滴大小分布情況是遵循正態(tài)分布曲線的，下圖表顯示在不同頻率下以水為介質(zhì)的霧滴大小累計(jì)分布情況。有幾個(gè)參數(shù)可描述霧滴特定分布的平均及中位數(shù)，霧滴數(shù)目中位數(shù)直徑是指霧滴大小的50%點(diǎn)，也就是霧滴數(shù)目中有 一半的直徑大于這個(gè)值而另一半小于這個(gè)值。
霧滴數(shù)目平均直徑和體積平均直徑都是平均直徑，數(shù)目平均直徑是指把一個(gè)噴霧樣本中所有霧滴的直徑相加除以霧滴的數(shù)量，體積平均直徑是指把一個(gè)噴射樣本中所有霧粒的體積相加（體積與直徑的立方成正比），取其立方根，再除以霧滴的數(shù)量。
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