Chaotic disintegration of complex liquid jets, with application to airblast atomization and spray drying

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Das Vorhaben beschäftigt sich mit der Primärzerstäubung von komplexen Flüssigkeiten, d.h. Flüssigkeiten mit Feststoffgehalt, Emulsionen oder Polymerlösungen. Vor allem werden Modelle entwickelt, welche die Größe der Tropfen in Abhängigkeit der Stoff- und "Betriebsgrößenvoraussagen und für numerische Simulationen des Prozesses geeignet sind. Der Anwendungsschwerpunkt dieser Modelle ist in der Sprühtrocknung zu sehen. Freistrahlen komplexer Fluids werden im Allgemeinen mit Hilfe von Zweistoffdüsen zerstäubt, oftmals mit Zerstäubungsluft aus einem Ringspalt um den Flüssigkeitsstrahl. So kann, je nach Gasdurchsatz, von einem Druckzerstäubung bis zu einer Air-Blast- Zerstäubung umgeschaltet oder auf verschiedenen Flüssigkeiten umgestellt werden. Auch in diesem Vorhaben ist ein derartiger Versuchsstand vorgesehen, wobei die Tropfengröße und -geschwindigkeit mit Hilfe von Hochgeschwindigkeits-Videos und dem Time-Shift- Messverfahren erfasst werden sollen. Die Gasgeschwindigkeit und das Turbulenzfeld werden mittels der Laser-Doppler-Messtechnik gemessen. Theoretisch soll die ,chaotic disintegration theory' zur Anwendung kommen. Eine Validation soll durch den Vergleich Theorie mit Experiment erfolgen. Nach der ersten Förderperiode, in der das Time-Shift- Verfahren aufgebaut worden ist und erste theoretische Modellierungen erfolgten, sollen in der nächsten Förderperiode die experimentellen Untersuchungen auf weitere Flüssigkeiten ausgedehnt werden. Diese breitere Datenbasis an Fluideigenschaften ist für eine Weiterentwicklung und eine Validierung der Modelle essentiell.