Tropfenbildung mittels Hochrotationszerstäubung
Manuel Liebing
In der vorliegenden Arbeit stehen die Zerstäubungseigenschaften eines modernen kommerziellen Hochrotationszerstäubers ohne die typischen industriellen Prozesserweiterungen, wie Fokussierluftsysteme oder Hochspannungsfelder, im Fokus der modelltheoretischen, numerischen und experimentellen Untersuchungen.
Mittels Experimenten erfolgt eine Analyse der Glockeninnenströmung, des Zerfallsverhaltens an der Glockenkante sowie der Eigenschaften des Sprühnebels in Form der mittleren Tropfengröße und der Tropfengrößenverteilung. Eine Parameterstudie zeigt die Einflüsse variierter Betriebs- und Stoffgrößen als auch die Auswirkungen einer gezielten Änderung der geometrischen Zerstäuberparameter auf die verschiedenen Strömungsbereiche auf.
Für den Strahlzerfall als bevorzugten Desintegrationsmechanismus ist eine gute Übereinstimmung des experimentell bestimmten Strahlradius, der Strahlbahn und der mittleren Tropfengröße mit einem auf den Hochrotationszerstäubungsprozess angepassten physikalisch-mathematischen Modell festzustellen. Die ermittelten Abhängigkeiten von den Betriebsbedingungen, den Stoffeigenschaften und den Geometriegrößen werden korrekt durch die Berechnungsergebnisse wiedergegeben und ermöglichen eine effiziente Auslegung des Lackiervorgangs.
