气溶胶喷射打印用超声雾化器中雾生成行为研究

封闭腔体内的连续超声雾化有望生成具有平衡液滴浓度和尺寸分布的雾。这种具有可控雾密度的微滴雾已用于气溶胶喷射打印，以制造多种增材制造的微尺度器件。尽管气溶胶喷射打印技术已展现出许多独特能力，其超声雾化行为似乎对墨水性质相当敏感，且我们对支撑其运行的基本物理机制的理解存在空白。本工作中，我们利用针对高浓度雾的集总参数动力学凝聚模型研究气溶胶喷射超声雾化器中的一些基本机制。为缓解雾化器腔体内复杂湍流不可获知所带来的困难，我们给出了跨越多个数量级的湍流能量耗散率的结果，以考察一系列可能性。对旋流主体液体的清除效应也采用了相同方法进行分析。我们的结果还证明了实现雾饱和条件的理论可能性，此时雾化器输出的雾可变得对工艺变量不敏感。如实验中所观察到的，这种饱和雾对于以最大化且良好控制的吞吐量为目标的增材制造气溶胶喷射打印极为理想。