Influencia de las propiedades del fluido en la tasa de nebulización en atomizadores ultrasónicos

Sánchez Mayayo, David
García Rodríguez, Juan Antonio (dir.) ; Santolaya Sáenz, José Luis (dir.)

Universidad de Zaragoza, EINA, 2015
Departamento de Ciencia y Tecnología de Materiales y Fluidos, Área de Mecánica de Fluidos

Graduado en Ingeniería Electrónica y Automática

Resumen: En este trabajo se ha estudiado, mediante técnicas experimentales, los efectos que un atomizador ultrasónico produce sobre diferentes líquidos. La atomización ultrasónica es actualmente objeto de interés en diferentes aplicaciones ya que permite obtener distribuciones de tamaño de gota muy finas pero presenta todavía muchas incertidumbres en relación con los procesos responsables de la rotura del líquido. Para ello se ha realizado un montaje experimental formado por un dispositivo piezoeléctrico alimentado por una fuente de tensión hasta 60 V; una cubeta de ensayos en la que se han probado cuatro líquidos: agua, hexano, heptano y decano; y una serie de equipos de medida para obtener la tasa atomizada y determinar variaciones de presión y temperatura en el líquido. Se han realizado ensayos con diferentes voltajes de alimentación del piezoeléctrico y se ha comprobado que con voltajes bajos, los líquidos que generan tasas de atomización más elevadas presentan unos valores de viscosidad y de tensión superficial más pequeños. Cuando el voltaje aumenta, la tasa de atomización se incrementa en el caso del agua pero en el resto de líquidos, los alcanos, se presenta punto máximo en 30-35 V, a partir del cual la tasa disminuye y la eficiencia del dispositivo cae bruscamente. La visualización del flujo nebulizado confirma este comportamiento. Para intentar encontrar alguna diferencia significativa entre el comportamiento del agua y los alcanos se ha realizado una visualización del fenómeno. La estructura de la fuente formada es parecida y no ha sido posible explicar la diferencia en tasas de atomización, sin embargo, dicha visualización confirma el comportamiento descrito. Las medidas de presión en el líquido muestran también una reducción de la amplitud en la frecuencia fundamental de oscilación a partir de un voltaje de excitación del piezoeléctrico. Este resultado permite apuntar a la influencia de los fenómenos de oscilación de la superficie libre sobre las causas de la atomización ultrasónica. Por otra parte, las pequeñas diferencias observadas en las tasas de atomización medidas en líquidos con presiones de vapor diferentes, apuntan a una menor influencia de la presión de vapor, la variable más directamente relacionada con los fenómenos de cavitación.

Tipo de Trabajo Académico: Trabajo Fin de Grado