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Anwendung von Leistungsverstärkern in piezoelektrisch betätigten Tröpfcheninjektionsverfahren

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Name des Experiments：Experimentelle Untersuchung des Ausstoßverhaltens von piezoelektrisch angetriebenen Tropfen unter Koax

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Name des Experiments：Experimentelle Untersuchung des Ausstoßverhaltens piezoelektrisch betätigter Tröpfchen bei koaxialer Luftströmung

Inhalt des Experiments：

In dieser Arbeit wird eine piezoelektrische Tröpfchendüse mit koaxialer Strahlnut entworfen und hergestellt sowie ein Tröpfcheninjektions- und Beobachtungssystem konstruiert. Eine bipolare Trapezwelle wurde als piezoelektrische Antriebs-Tröpfchen-Wellenform verwendet, und die Tröpfchenbilder zu verschiedenen Zeitpunkten wurden mit einer Ladungskopplungskamera auf der Grundlage der Wiederholbarkeit des Tröpfchenausstoßprozesses aufgenommen. Gleichzeitig wurde das Verhalten des Tröpfchenausstoßes unter der Wirkung eines koaxialen Luftstroms untersucht.

Zweck des Experiments: Untersuchung der Auswirkung eines koaxialen Luftstroms auf den piezoelektrischen Tröpfchensprühprozess

Versuchsausrüstung: piezoelektrische Tröpfchendüse, Signalgenerator, ATA-2032 Leistungsverstärker, Oszilloskop, LED-Lichtquelle, CCD-Kamera, Lupe, etc.

Experimenteller Prozess：

Unter Ausnutzung des inversen piezoelektrischen Effekts wird die piezoelektrische Keramikplatte durch die Impulsspannung zu mechanischen Schwingungen angeregt, und das Volumen des Flüssigkeitsspeichers ändert sich, um die Tröpfchen aus der Düse zu treiben. Die Wellenformsignale werden hauptsächlich durch einen Signalgenerator erzeugt, durch einen Leistungsverstärker verstärkt, um die piezoelektrische Platte anzutreiben, und dann an ein Oszilloskop angeschlossen, um das verstärkte Wellenformsignal in Echtzeit anzuzeigen. Bei den Wellenformsignalen handelt es sich um bipolare trapezförmige Wellen.

Aufgrund der guten Wiederholbarkeit zwischen verschiedenen Tröpfchen zur gleichen Zeit im Prozess der Tröpfchenbesprühung wurde eine ladungsgekoppelte Kamera (CCD) im Tröpfchenbeobachtungssystem verwendet, und die Tröpfchenbilder zu verschiedenen Zeiten wurden durch genaue Einstellung der Verzögerungszeit der ähnlichen Belichtung relativ zur Tröpfchenbesprühung während des Experiments erhalten.

Ergebnis des Experiments：

Mit zunehmender Intensität des koaxialen Luftstroms ergeben sich die folgenden Schlussfolgerungen：

1. In der Entstehungsphase nimmt die Länge der Tröpfchenausdehnung zu und das Volumen des Tröpfchenkopfes nimmt ab.

2. Die Bruchzeit des Tropfens am Düsenaustritt wird durch die koaxiale Luftströmung nicht beeinflusst, aber die Bruchzeit des Tropfens am Kopf und am Ende während des Fluges ist verzögert.

3. Das endgültige Gesamtvolumen der Tröpfchen an der Düse nimmt leicht ab, das Volumen der Haupttröpfchen nimmt ab und das Volumen der Satellitentröpfchen nimmt zu.

4. Die Verschiebung des Haupttropfens und des Satellitentropfens nahm gleichzeitig zu, und die Geschwindigkeit des Kopfes und des Endes des Tropfens nahm zu, während die Schwankungen und die Häufigkeit der Endgeschwindigkeit abnahmen.

5. Das Haupttröpfchen und das Satellitentröpfchen sind flacher, und der äquivalente Durchmesser des Haupttröpfchens nimmt ab, während der äquivalente Durchmesser des Satellitentröpfchens zunimmt.