Come funzionano gli umidificatori a ultrasuoni?

Risposta breve: L'umidificatore ultrasonico usa le onde ultrasoniche per creare una nebbia fine attraverso la cavitazione nell'acqua con un'onda capillare rotta sulla superficie dell'acqua.

Risposta lunga: L'umidificatore consiste in un disco di ceramica piezoelettrica che viene alimentato con corrente attraverso due elettrodi di nichel. Poiché la ceramica è piezoelettrica, oscilla in presenza di corrente elettrica a frequenza ultrasonica (Quindi non si sentono le onde sonore generate nell'acqua)

Come la frequenza di oscillazione della piastra aumenta, l'acqua cerca di seguire la frequenza oscillando con la piastra. Ma l'acqua non riesce a seguire la frequenza a causa della sua inerzia e del suo peso e provoca dei colpi d'ariete. Quindi, poiché l'onda d'acqua rimane indietro rispetto all'onda del disco, si crea una zona di bassa pressione tra loro che forma una cavità. Questo è chiamato cavitazione. La cavità può essere un vuoto o riempita d'aria poiché c'è aria disciolta nell'acqua e con la formazione della bassa pressione, l'aria si sposta nella cavità. Quando questa cavità implode, crea molta energia e il getto che implode, come mostrato nella figura, ha generalmente molta energia. Il disco vibrante causa anche onde capillari sulla superficie dell'acqua (increspature). L'onda capillare continua ad oscillare su e giù a causa della tensione superficiale e della gravità. Con la cavità che implode, si forma un'onda capillare incrociata in superficie e come risultato sulla cresta dell'onda, goccioline d'acqua molto piccole hanno abbastanza energia per rompere la tensione superficiale e uscire dall'acqua. Non appena queste minuscole gocce d'acqua escono dalla superficie, vengono assorbite nel flusso d'aria soffiato da un ventilatore e lasciano l'umidificatore come nebbia. La dimensione di questi aerosol sarebbe più piccola con l'aumentare della frequenza. Inoltre, se le onde capillari oscillano a circa la metà della frequenza di guida, la soglia di atomizzazione sarà approssimativamente lineare con la viscosità dell'acqua[1].

Qui c'è un video che mostra la decostruzione e le parti di un umidificatore a ultrasuoni. Ha un sottofondo musicale.

http://science.discovery.com/videos/deconstructed-how-ultrasound-humidifiers-work.html

[1]http://asadl.org/jasa/resource/1/jasman/v67/i1/p201_s1?isAuthorized=no