Düsenlexikon von S – U 2017-05-10T10:44:25+00:00

Begriffe aus der Zerstäubungstechnik von S bis U

S


Sauterdurchmesser

Der Sauterdurchmesser alleine reicht nicht aus, um die Spraygüte an einer Düse oder einem Zerstäuber vollständig darzustellen. Bild: IBR Zerstäubungstechnik GmbHDer Sauterdurchmesser x32 oder D32 ist ein sogenannter charakteristischer Tropfendurchmesser zur Beurteilung der Güte eines Sprays oder eines Haufwerkes. Er kommt häufig zum Berechnen von Stoff- und Wärmeübergangsprozessen zum Einsatz.

Der Sauterdurchmesser alleine reicht jedoch keinesfalls aus, die Eigenschaften eines Sprays vollständig darzustellen! Sofern es sich um einen Sprüh handelt, sollte mindestestens zudem der Gleichmäßigkeitsparameter n der üblicherweise verwendeten RRSB-Verteilung bekannt sein.

Eine hohe Sicherheit und die Gewähr, dass reproduzierbare Informationen über ein Tropfengrößenspektrum vorliegen, bieten laseroptische Messmethoden. Nur so können auch die Anteile an groben beziehungsweise feinen Tropfen in einem Spray ermittelt werden. Dieses ist unter anderem für nachfolgende numerische Strömungsberechnungen, CFD, von großer Bedeutung.

Die IBR Zerstäubungstechnik GmbH bietet im Rahmen von Dienstleistungen laseroptische Messungen von vollständigen Tropfengrößenverteilungen mit verschiedenen Messmethoden an. Auch an bereits bestehenden Düsensystemen und für Expertisen und Gutachten.


Satellitentropfen

Unter Satellitentropfen versteht man sekundäre und kleine Tropfen, die beim laminaren- beziehungsweise Rayleigh´schen Strahlzerfall entstehen können. Das Entstehen von Satellitentropfen kann beispielsweise durch überlagerte Impulse kleiner Amplitude vermieden werden. Für die meisten technischen Anwendungen sind Satellitentropfen jedoch nicht besonders problematisch.

Das Ausbilden von Satellitentropfen wird durch höhere Flüssigkeitsviskositäten begünstigt.


Schallgeschwindigkeit

Maximale Strömungsgeschwindigkeit eines Gases durch eine Düse beziehungsweise Bohrung. Sie ist abhängig von der Temperatur, der Gaskonstante und dem Isentropenexponenten. Überschallströmungen lassen sich nur durch Laval-Düsen erzeugen.


Spritzerströmung

Spritzerströmung - eine besondere Form der Zweiphasenströmung, die in Zweistoff-Düsen innerer Mischung genutzt wird. Bild: IBR Zerstäubungstechnik GmbHEine besondere Strömungsform der Zweiphasen-Strömung. Sie spielt bei Zweistoff-Düsen beziehungsweise pneumatischen Zerstäubern innerer Mischung eine wichtige Rolle.

Damit diese Strömungsform erreicht wird, sind strömungstechnische als auch rheologische Maßgaben zu berücksichtigen.

 


T

 


 

Tropfengrößenverteilung

Nahezu alle technischen Zerstäuber erzeugen Tropfen verschiedener Durchmesser im Sprüh. Um die reale Qualität eines Sprays zu beurteilen, ist daher die Kenntnis der gesamten Tropfengrößenverteilung von großer Bedeutung.

Dank moderner laseroptischer Messverfahren ist es heute möglich, verlässliche Aussagen über sämtliche im Spray befindlichen Tropfengrößen zu treffen.


Tropfenkoaleszenz

Hierunter versteht man das Zusammenfließen zweier (oder mehrerer) einzelner Tropfen zu einem neuen Tropfen. Dieser Effekt wird manchmal überbewertet.

Fließen beispielsweise zwei Tropfen mit einem Durchmesser von jeweils x = 50 μm zusammen, entsteht ein neuer Tropfen mit x = 63 μm und nicht mit einem Durchmesser von x = 100  μm!

Dennoch ist es von Bedeutung, bei Messungen der Sprayeigenschaften reproduzierbare Randbedingungen einzuhalten. Hierzu zählt somit auch der der Abstand zwischen der Düsenmündung und dem eigentlichen Messort. Nur so ist sicher zu stellen, dass verschiedene Effekte der Tropfenkoaleszenz nicht zu einer Verfälschung des Messergebnisses führen.


Turbulenzdüse

Schematische Darstellung einer einfachen Turbulenzdüse; hier als Lochdüse. Bild: IBR Zerstäubungstechnik GmbHDie Turbulenzdüse zählt zu den klassischen Einstoff-Druckdüsen. Die Flüssigkeit tritt bei diesen Düsen mehr oder minder als kompakter Strahl aus und zerfällt sowohl infolge der inneren Flüssigkeitsturbulenz als auch der Wechselwirkung mit der umgebenden Atmosphäre zu Tropfen.

Turbulenzdüsen erzeugen bei moderaten Druckdifferenzen relativ grobe Tropfen. Die konstruktiv einfachste Turbulenzdüse ist die in der Abbildung gezeigte Lochdüse.

 

 

 


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Ultraschall-Vernebler

Ultraschall-Vernebler oder Ultraschall-Zerstäuber zählen streng genommen zu den mechanischen Zerstäubern. Das Prinzip der Tropfenbildung besteht in den meisten Fällen darin, dass ein Flüssigkeitsfilm durch einen piezoelektrischen Schwinger angeregt wird.

Ist die Amplitude sowie die Intensität hinreichend groß, bilden sich auf dem Flüssigkeitsfilm Täler und Berge aus. Infolge der Oberflächenspannung σ schnüren sich aus den Bergen dann einzelne Tropfen ab. Diese Tropfen sind nahezu impulsfrei. Sie weisen also keine nennenswerte Eigengeschwindigkeit auf.

Sollen höher viskose Flüssigkeiten oder Flüssigkeiten mit geringer Oberflächenspannung vernebelt werden, kommen Ultraschall-Zerstäuber rasch an Grenzen.

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