任坤　刘素娟

摘 要：超声汽雾冷却系统利用超声振动的能量使冷却介质雾化，并加注到热源表面进行强化换热。汽雾介质从雾化喷头喷射出去后，一直受到超声声场的作用，因此与直接射流冷却的换热效果会不同。对汽雾冷却系统进行稳态换热模拟，分析其换热能力。研究表明超声汽雾冷却系统具有较强的换热能力。

关键词：纵弯复合；超声振动；雾化冷却；强化换热

中图分类号：TB559 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2018）09-0149-03

1 引言

在机械精密加工中，用超声雾化技术实现加工过程冷却不但可以充分发挥冷却液的作用，提高冷却效果，而且可以减少冷却液的用量，实现准绿色加工[1]。根据振动雾化系统的结构和工作原理不同，目前采用的雾化振子大致可分为两类，一类是利用纵向振动实现雾化，这种方式可以实现大功率的驱动，系统的可靠性高，但难以实现高频振动，因此雾化的汽雾颗粒较大；另一类是利用圆盘的弯曲振动或厚度振动模式使液体的液面实现雾化[2-5]，这种方法可以实现高频振动，气雾的颗粒小，但难以实现大功率的驱动，并且气雾形成后多以自由状态漂浮。

在精密加工中，为了保证良好的冷却效果，冷却介质需要有效的进入加工区并与热源进行充分的热交换。根据精密加工中对冷却的要求，提出采用纵弯转换模式的新型超声雾化振子结构，如图1（b）所示。其中1是夹心式纵向振动换能器，2是雾化盘，3是中心供液管路。雾化圆盘呈圆筒型，与纵向振子的端部以螺纹连接，圆筒的底部为薄壁弯曲振动圆盘。……