Experimentelle und numerische Untersuchungen zur Wandfilmdynamik und zu den Transportprozessen bei der Zerstäubung komplexer Flüssigkeiten

Das beantragte Projekt zielt auf experimentelle und numerische Untersuchungen der Wandfilmdynamik und der Transportprozesse bei der Zerstäubung komplexer Flüssigkeiten (Suspensionen, Emulsionen) in zwei Konfigurationen: in einer gleichgerichteten Gasströmung und auf einer rotierenden Scheibe. Untersuchungen der Filmströmung und des Wärme- und Stofftransports im Film sind der Schlüssel zum Verständnis der Zerstäubungsprozesse bei der Produktion von Pulvern.Die Dynamik des Wandfilmes wird mithilfe optischer Methoden untersucht. Die Temperatur an der Flüssigkeits/Gas-Grenzfläche wird mit zeitlich hoch auflösender Infrarotthermographie erfasst. Die Infrarotthermographie wird auch für die Visualisierung der Partikelverteilung an der Flüssigkeits/Gas-Grenzfläche verwendet. Die Größen, die Geschwindigkeiten und die Zusammensetzung abgerissener Tropfen werden mithilfe der „time-shift“-Methode charakterisiert.Im theoretisch-numerischen Teil werden die Methoden zur Beschreibung der Filmdynamik, des Wärme- und Stofftransports und der Tropfenformation weiterentwickelt. Dazu werden asymptotische Modelle sowie direkte numerische Simulationen im Rahmen der Volume-of-Fluid-Methode eingesetzt. Die gewonnenen Erkenntnisse können zur Optimierung der Prozessbedingungen und der Wandgeometrie angewendet werden.

DFG-Verfahren Sachbeihilfen