Ученые Томского государственного университета вместе с коллегами из Бийского технологического института создали новые способы распыления аэрозолей. С помощью математического моделирования они разработали два инновационных метода распыления: ультразвуковой и многостадийный. Эти методы значительно превосходят предыдущие разработки по эффективности обеззараживания воздуха в больницах и других помещениях.
Существует большое количество способов создания аэрозолей, базирующихся на различных физических принципах. Тем не менее при дальнейшем развитии этих технологий возникают трудности, снижающие их эффективность. Некоторые распылители способны формировать очень маленькие капли, но сам процесс распыления происходит медленно. В то же время другие аэрозоли характеризуются быстрой скоростью распыления, но образуют слишком крупные капли дезинфицирующего средства.
«Если мы хотим именно дезинфицировать воздух и поверхности в помещении, то такие тяжелые капли не годятся — они быстро упадут на пол и не уничтожат микробов в воздухе. Мы же предлагаем методы, которые объединят преимущества мелкодисперсного аэрозоля с высокой производительностью обычных распылителей с большими каплями», — комментирует старший научный сотрудник научно-исследовательской лаборатории высокоэнергетических и специальных материалов ФТФ ТГУ Ольга Кудряшова.
Первый разработанный метод распыления — акустико-гидравлический — основан на взаимодействии ультразвука и гидравлики. В устройство поступает поток дезинфицирующей жидкости, а внутри распылителя с помощью ультразвуковых волн формируется кавитационная область. Это означает, что струя жидкости, проходя через распылитель, распадается на мелкие капли благодаря эффекту кавитации, вызванному ультразвуком.
Второй метод — многостадийный, он тоже основан на использовании ультразвука. Ультразвуковое поле воздействует на струю жидкости, которая проходит через несколько зон повышенного давления («пучностей»), в результате чего жидкость разбивается на облако мелких капель.
«Оба методы непросты тем, что работают только при создании необходимых “критических” условий, зависящих от скорости струи, физико-химических свойств жидкости, мощности ультразвукового воздействия. Чтобы понять, как создать эти необходимые условия, мы внимательно изучили все вышеуказанные процессы в теоретической и практической плоскостях. В частности, создали физико-математическую модель этих процессов. Она позволила рассчитать параметры устройств, которые позволят перейти в нужный режим и создать мелкие капли аэрозоля с достаточно высокой скоростью», — заключает эксперт.
Ранее в России создали материал для превращения избыточного тепла в электричество.
