关于超声波雾培箱内问题的一点浅显分析

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作者：烟鬼
    这几天看了wangshu15教授的《雾培装置一例》一文受益匪浅，文中介绍了换能片悬浮在营养液中恰当位置，雾化效果好，箱内温升小。就箱内温升问题，抢在教授发布答案前抛块砖，瞎分析下下，供菜友批判：
    1、换能片沉在液底，雾化效率低下，输入的能量绝大部分转化为热能，培养液温升明显，故种植箱内温升明显。
    2、换能片悬浮在恰当位置，雾化效率最高（有多高在下不知），姑且认为能量大部分用于增加液体分子能量而形成微细液滴，那么换能片以下营养液温升温升要大幅度降低。问题来了，假设种植箱密封的较好，则雾化形成的细微液滴部分附着于根系，部分附着于箱盖箱体，部分回落到营养液中，其携带的能量部分使根系温升，部分使箱盖箱体温升，部分使培养液温升，故培养箱内温升明显。结论：种植箱内温升与换能片在液体中的位置无关。
    3、从能量守恒角度来看，如果种植箱密封的较好，则输入到种植箱内的能量向箱外散发与换能片的位置基本无关，箱内物质也没有因超声波能量而发生化学变化，故种植箱内温升与换能片在液体中的位置无关。
    4、那么好多菜友反映雾化头距液面近了，雾化效果好了，箱内温升小了，在下瞎猜（未验证）可能是如下原因：换能片悬浮在恰当位置，雾化效率高了，微细液滴密度大，颗粒小，与空气的接触面积增大，液体转化为蒸气的速度增加，部分蒸气从箱体缝隙和种植蓝缝隙对流和逸出带走了部分能量，箱内温升幅度相应变小。

原文地址：http://www.yzci.com/forum.php?mod=viewthread&tid=148171

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液体变气体这是需要能量支持的，超声波雾化器的压电陶瓷片的振动机械能帮助液体变成气体。变成   气体以后要维持气体状态，还需要继续获得能量支持，但超声波雾化器已经鞭长莫及，再也帮不上它的忙。它失去能量支持，就会自动向液态方向转化，在向液态方向转化的过程是个吸热过程（或增加压力）。在液体气化的同时，气体变液体的过程也同时开始了。整个过程是个动态平衡过程。整个栽培箱不会因此而升温。当然前提是在雾化器正确的使用前提下。
      这个过程涉及多学科的前沿科学的一些研究邻域。
      高中物理的气态方程，热力学第一定律和热力学第二定律可以做某些解读。更严峻的分析要用物理学的一个分支学科----分子物理学来展开讨论了。

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太专业了,学习下.

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气体变液体是放热呀。
还是楼主说得对，能量守恒。

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很有意思的课题。楼主是对的。
假设整个容器不散热也不从外界吸热，容器内液体不增也不减，按能量守恒原理，雾化头换能片在箱内震动，产生的动能转化为热能，是不会与其 在水中的深浅有关的。处于深水区，动能转化的热能直接被水吸收，处于浅水区，多数热能载于雾气微粒中，当雾气微粒凝结为液态时，又把热能释放回水中。无论换能片是在深水或浅水，产生的热量是一样的，水的升温也是一样的。（这里用到的是热力学第一定律－－能量守恒）
我在制作雾化头漂浮运行之前，是直接将雾化头放在箱底，为了获得最佳深度，只能少放点水，让水面比雾化头高出3－4CM，改了漂浮式之后雾化头离开了箱底，就可以放多水，水面以离箱口3－4CM为宜。水多了升温慢了，水多了，水接触容器的接触面也大了，散热也多了。一边加热一边散热，这个升温平衡点就与容器中的水多少 有关了。（这里用到的是热力学第二定律－－热量从高温物体流向低温物体，按照我本人所学专业所知，这种热量传递与三因素有关：温差、接触面积、流动速度）。
看到楼主文章以“理论分析”的形式出现，我也试试看像不像。哈哈。

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窃以为使用超声波雾化器生成的“雾气”大部分是细微的液态水，气态水仅占极小部分，细小颗粒对光的反射和折射形成我们肉眼可以看到的雾。

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还是陆学长讲的明白，表述一直是本人的弱项:L

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很有益的讨论，儒风也来说说吧：

楼主讲述的基本面是没有错！但是楼主是把整个过程以静态的方式来看，其实，我们应该从动态方式来看待才是对的。

如果超声雾化器放置在雾化效果最佳的位置上，输入在其上的总能力以动能的形式使得营养液分子蒸发量最多，而以热能形式传导进入营养液的最少。OK，好了，在足够的营养液微粒吸附在作物的根系上满足作物需要的足够量以后，我们肯定会通过一定的方式停止雾化器工作，而不会任其一直工作下去。处在这样的状态，需要的能量最低，系统发热最少。

如果放置在底部或者深水区，则输入相同的总能量，营养液液面的气雾量会打折扣，更多的能量或由动能传递给营养液，增加水分子的相互的摩擦产生热，也有部分直接转换成热能进入营养液中，而打折扣的蒸发量使得包裹润湿作物的根系需要更长的时间，我们就不得不将雾化器工作时间加长。则多耗能而且体系内的发热量更多！

所以，从动态的过程来看，雾化器的位置适当当然是节能的，而且是使得体系内的温升最小的。

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真正要降温，降低液体温度的方法是错误的，应该降低泵入箱体空气的温度。

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班长分析的极是，逻辑严谨，问题考虑的周到，佩服！