Главная | Контакты | Настройки

СМЕНИТЬ ПАЛИТРУ:

Аэропоника ультразвуковая

   Мелкодисперсную смесь из капелек питательного раствора и воздуха можно сделать не только форсункой с высоким давлением, но с помощью ультразвука.

   Самая простая реализация такого метода аэропоники - использование готового "генератора тумана" рис.1, он используется в увлажнителях воздуха, в декаративных целях и т.д.

Рис. 1 генератор тумана с тремя пьезокерамическими элементами

   Принцип его действия основан на эффекте кавитации - образование в жидкости полостей (кавитационных пузырьков, или каверн), заполненных паром. Кавитация возникает в результате местного понижения давления в жидкости, которое происходит при прохождении акустической волны большой интенсивности во время полупериода разрежения.

  Эта волна создается пьезокерамическим элементом (обычно выполнен в виде плоского диска - мембраны), к которому подходит напряжение с его резонансной частотой (в бытовых увлажнителях эта частота равна 1.7 Мгц). От этого пьезокерамика сжимается/разжимается на доли миллиметра, т.е. электрическая энергия преобразовывается в механическую. В жидкостном слое над пьезокерамическим элементом образуются чередующиеся между собой волны повышенного и пониженного давления. В областях пониженного давления происходит вскипание жидкости при обычной комнатной температуре (так называемая кавитация) с выбросом в воздух мелкодисперсных частиц, и за счет этого отдельные частицы жидкости выбиваются из толщи. Над мембраной образуется небольшой "фонтан" и туман из отдельных капелек.  От частоты напряжения напрямую зависит диаметр частицы полученного тумана. Его можно расчитать по формуле на рис.2.

Рис. 2  формула зависимости диаметра капли от частоты генератора

 Туман, полученный таким способом называется "холодным", т.к. его температура не превышает 40 градусов. Но это всё же в два раза превышает оптимальную температуру в корневой зоне. Для устранения этого можно либо предварительно охлаждать слой жидкости над мембраной (производительность значительно снизится), либо после образования тумана дополнительно его охлаждать перед попадением в корневую зону, но при этом туман начнет конденсироваться, что так же приведет к значительной потере производительности. Это один из главных недостатков применения ультразвука в аэропонике.

 Второй не менее существенный недостаток использования ультразвукового туманогенератора в аэропонике связан с тем, что получаемые при этом частицы питательного раствора имеют концентрацию солей не более 500 ppm. Для рассады и молодых растений этого достаточно, но для взрослых и, тем более, растений в период плодоношения необходимо как минимум в два раза большую концентрацию.

   Так же конструктивно камера туманообразования не должна находится непосредственно в корневой зоне, т.к. ультразвуковые волны разрушают любую ткань и корни растений не исключение. Доставку самого тумана можно организовать влагостойким вентилятором.

   Производительность ультразвукового генератора тумана зависит от напряжения на мембране и её диаметра, так же от температуры (как самой жидкости, так и внешней) и высотой жидкостного слоя над ней. При высоте слоя жидкости над мембраной 25-30 мм и активной внешней конвекцией (что бы частицы тумана не конденсировались обратно) такой генератор способен "преобразовать" в туман 0,3 - 0,5 литров воды в час. Что вполне достаточно для небольшого числа растений.

   Во время работы пьезокерамический элемент довольно сильно нагревается, и слой жидкости над ним является для него охлаждающим. Именно поэтому на генераторах тумана установлены защитные устройства от включения без жидкости.

   В традиционных ультразвуковых увлажнителях воздуха на мембране могут конденсироваться соли во время простоя, что приводит к отсутствию полноценного "контакта" жидкости и мембраны, и, как следствие, - отсутствие необходимого охлаждения и перегрев пьезокерамического элемента. Поэтому производители рекомендуют проводить регулярную чистку поверхности мембраны от солей. При использовании генераторов тумана в аэропонных установках период простоя не превышает 20 минут, поэтому соли не успевают осаждаться на мембране и необходимость в её очистке отсутствует.

   Производители пьезокерамических элементов для генераторов тумана заявляют срок службы - не менее 2000 часов. На практике при непрерывном использовании это число  значительно ниже.