Zeitmodulierte, monodisperse Tropfengenerierung zur Herstellung von Feinstsprays

Abstract

Die vorliegende Dissertation setzt sich mit der Zerstäubung von Flüssigkeiten auseinander. Das Hauptaugenmerk liegt auf der Entwicklung eines zeitlich modulierenden Zerstäubungsverfahrens für die Erzeugung sehr feiner Sprays bei kleinen Durchsätzen der zerstäubten Flüssigkeit. Das entwickelte Verfahren basiert auf der Erzeugung monodisperser Tropfenketten durch den kontrollierten Zerfall von Flüssigkeitsstrahlen. Diese Primärtropfen zerspritzen durch den Aufprall auf einen Prallkörper in deutlich kleinere Sekundärtröpfchen und bilden dadurch ein sehr feines Spray. Experimente zur Tropfenprallzerstäubung zeigten, dass diese im Vergleich mit anderen Zerstäubungsmechanismen, insbesondere bei kleinen Durchsätzen, die kleinsten Tröpfchen liefert. Zusätzlich sind einige Grundlagenuntersuchungen auf dem Gebiet der Mehrphasenströmungen beschrieben. Es wurde die existierende Theorie für den ersten windinduzierten Zerfall von Flüssigkeitsstrahlen um die Berücksichtigung der axialsymmetrischen Grenzschicht in der Strahlumgebung erweitert. Für den pulsartig angeregten Strahlzerfall konnte ein Zusammenhang zwischen den mechanischen Schwingungsamplituden des Düsenhalters und der strömungsmechanischen Anfangsstörung des Strahlzerfalls hergestellt werden.