液体的破碎和雾化
本文摘要（由AI生成）：
本文主要介绍了液体的破碎和雾化过程，包括液体表面张力、液体性质、液体流动速度等因素对液体破碎和雾化的影响。液体破碎和雾化在实际生活中有很多应用，如治疗呼吸道疾病的药物喷雾、农业中的农药喷洒、发动机中的液体燃料供给等。液体雾化过程本质上是一个将连续的流体转化成不连续的小液滴的过程，是液体所受到的内力和外力的对抗液体表面张力的过程。液体破碎和雾化通常包含两个主要的过程：一次雾化和二次雾化。液体破碎和雾化过程受液体表面张力、粘度和密度等液体性质的影响，同时液体中湍流、喷嘴中的空穴现象以及与周围空气之间的相互作用都有助于液体的破碎和雾化。液体破碎和雾化过程受液体流动速度的影响，根据射流与周围空气之间的相对速度，破碎和雾化方式大致可以可分为五类。
博采其辞，包罗万象是水的形态；
雅韵复扬，繁弦既抑是水的流动。
水是日常生活中最常见的液体，在生活中我们可以观察到水的流动呈现出各种各样的形态。在厨房中，当水从水龙头中流出时，水流是连续的，随着水的流动，水流就会出现不连续的现象。同样的，当利用喷头在草坪上浇水时，喷射出的水会很快破碎成很小的水滴。这些现象都属于的液体的破碎和雾化。液体的破碎和雾化在实际生活有很多的应用，包括治疗一些呼吸道疾病的药物依靠喷雾进行输送、农业中的农药喷洒、发动机中的液体燃料的供给，物体表面颜料的喷涂等等。
液体雾化过程本质上是一个将连续的流体转化成不连续的小液滴的过程，是液体所受到的内力和外力的之和对抗液体表面张力的过程。所谓液体表面张力就是水等液体在接触面上产生的使表面尽可能缩小的力。清晨在荷叶上经常可以看到露水，这些露水之前是一层覆盖在荷叶表面的水膜，但由于表面张力的作用使得这层水膜内的水互相拉扯，并最终汇集成一个个小水滴。另外，一些像回形针这样的物体可以在表面漂浮而不下沉都也是水的表面张力形成的。
当液体在流动时，如果没有其它的内力和外力，表面张力趋于将液体拉成的球形。而液体内部的粘性力会试图阻止水的任何形状变化。同时，作用在液体上的外力（例如重力、空气的压力等）会使得液体趋于变形。因此，当液体所受的内力和外力的之和超过使液体聚集的表面张力时，液体就会发生破裂。这就是液体破碎和雾化的内在原因。
对液体破碎和雾化过程有重要影响的液体性质是液体的表面张力，粘度和密度。同时，在大多数情况下，液体中湍流，喷嘴中的空穴现象（链接：空穴现象(cavitation)）以及与周围空气之间的相互作用都有助于液体的破碎和雾化。另外，从喷嘴中出来的液体速度对破碎和雾化过程也有直接地影响，根据射流与周围空气之间的相对速度，破碎和雾化方式大致可以可分为五类[6]。
当液体的速度非常低时，液体会在出口聚集直至形成一个较大的液滴滴下。 在低速下，射流表面的流体不稳定性的增长会导致射流分解成大小均匀的液滴，这一过程称为液体破碎和雾化的瑞利机制。此时产生的液滴直径大约是喷嘴直径的两倍。 在较高的速度下，液体的破碎主要是由沿着喷射方向的流体不稳定性导致的。此时液体流动开始出现不对称的现象。 当速度继续增加时，破碎和雾化的主要诱因变成喷射液体与周围空气之间的相互作用而引起的流体不稳定性。此时产生的平均液滴直径远小于喷嘴直径。 在很高的相对速度下，雾化会在距出口的很短的距离内完成。此时会产生了大小不同的液滴尺寸，而平均液滴直径大大小于喷嘴的直径。 参考链接：
[1]When drops collide, 72nd Annual Meeting of the APS Division of Fluid Dynamics, 2019, DOI:https://doi.org/10.1103/APS.DFD.2019.GFM.P0037.
[2]A Bad Hair Day!, 72nd Annual Meeting of the APS Division of Fluid Dynamics, 2019, DOI:https://doi.org/10.1103/APS.DFD.2019.GFM.P0026.
[3]https://www.123rf.com/photo_107599755_several-garden-sprinklers-on-the-grass-field.html.
[4]https://www.usgs.gov/special-topic/water-science-school/science/surface-tension-and-water?qt-science_center_objects=0#qt-science_center_objects.
[5]Watanawanyoo, P., Hirahara, H., Mochida, H., Furukawa, T., Nakamura, M. and Chaitep, S., 2011. Experimental investigations on spray characteristics in twin-fluid atomizer. Procedia Engineering, 24, pp.866-872.
[6]Bonhoeffer, B., Kwade, A. and Juhnke, M., 2017. Impact of formulation properties and process parameters on the dispensing and depositioning of drug nanosuspensions using micro-valve technology. Journal of pharmaceutical sciences, 106(4), pp.1102-1110.
