Mehrphasiges Zerstäuben von überhitzten Suspensionen

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Flüssigkeiten lassen sich durch Zerstäuben in den dispersen Zustand überführen. Dabei entstehen Sprays mit besonders kleinen Tropfen und engen Häufigkeitsverteilungen für deren Durchmesser, wenn die Flüssigkeiten bereits innerhalb der Düse mit einem Gasstrom vermischt werden. Dann verlässt ein zweiphasiges Gemisch den Düsenaustrittsquerschnitt. Technisch bedeutsam ist auch das Zerstäuben von Suspensionen. Sie stellen bereits ein Gemisch aus festen Partikeln und Flüssigkeiten dar. Wird in diesem vor dem Austrittsquerschnitt der Zerstäuberdüse eine dritte gasförmige Phase in Form von Blasen dispergiert, so entstehen Sprays mit sehr kleinen Tropfen der zu zerstäubenden Suspension. Im Verlauf eines möglicherweise angeschlossenen Trocknungsvorgangs lassen sich daraus Pulver mit besonders engen und feinanteiligen Partikelgrößenverteilungen herstellen. In den vorgesehenen Forschungsarbeiten sollen Suspensionen im überhitzten Zustand zerstäubt werden. Die in ihnen vor dem Zerstäuben dispergierte Gasphase (Luft) unterstützt gemeinsam mit den suspendierten Partikeln die Freisetzung der Dampfphase, welche beim Zerstäuben durch Druckreduktion entsteht und zu einer sehr feinen Dispergierung mit gleichzeitiger Trocknung der suspendierten festen Partikeln führt. Ziel der Forschungsarbeiten ist der Einsatz neuer tomographischer und optischer Messmethoden, um die physikalischen Zusammenhänge zwischen der dreiphasigen Strömung in der Düse und den Durchmessern und Geschwindigkeiten der Tropfen im Spray zu ermitteln. Die daraus folgende Modellbildung soll eine Maßstabsvergrößerung sowie die Dimensionierung entsprechender Zerstäubungsdüsen ermöglichen.