Messtechnik ist nicht nur für die Zerstäubungstechnik wichtig!

Die Messtechnik spielt nicht nur in der gesamten Zerstäubungs- und Düsentechnik eine enorm wichtige Rolle. Produktions- oder verfahrenstechnische Prozesse lassen sich nur dann reproduzierbar darstellen, wenn verlässliche Messdaten vorliegen. Das Optimierungspotenzial von Verfahren lässt sich zudem nur dann verlässlich einschätzen, wenn relevante Ausgangsdaten vorliegen.

Es müssen also physikalische Größen durch eine geeignete Messtechnik erfasst werden. Im Bereich der Düsentechnik und der verbundenen Verfahrenstechnik sind dieses in erster Linie:

  • Druckdifferenzen von Flüssigkeiten und Gasen.

  • Volumenströme an Betriebsstoffen, gegebenenfalls deren Geschwindigkeiten.

  • Rheologische Eigenschaften von Fluiden. Hierunter sind in erster Linie Viskositäten, Dichten und Oberflächenspannungen zu verstehen.

  • Temperaturen von Betriebsstoffen; diese üben einen Einfluss auf die rheologischen Daten aus.

  • Tropfengrößen und deren Verteilungen in Sprays. Eventuell noch zusätzlich Tropfengeschwindigkeiten.

Sind die relevanten Messdaten nicht bekannt, müssen diese entweder durch Messungen bestimmt oder im Rahmen einer Projektdefinition festgelegt werden. Selbstverständlich hilft Ihnen unser Team bei der Beschaffung oder Festlegung dieser wichtigen Informationen im Rahmen der gemeinsamen Projektdurchführung. Hierzu stellen wir dann auch gerne eine umfassende und moderne Ausstattung an Messtechnik zur Verfügung. 

Einige Beispiele für die Anwendung der Messtechnik:

Die Messtechnik für Tropfen und Geschwindigkeiten spielt beim Lackieren eine wichtige Rolle. Bild: © big27 - Fotolia.com

In der Oberflächen- und Lackiertechnik, also dem Auftragen von Flüssigkeiten oder Suspensionen auf Oberflächen, müssen die Tropfengrößenverteilungen in einem Spray als auch die jeweiligen Tropfengeschwindigkeiten bestimmte Werte aufweisen. 

Liegen ungünstige Bedingungen vor, ist die Oberflächengüte nicht zufriedenstellend. Hinzu kommen Probleme mit dem Overspray, wenn der Sprayimpuls zu hoch ist.

Die Rheologie der Farben und Lacke spielt ebenso eine wichtige Rolle wie Volumenströme und Drücke. Hinzu kommen eventuell noch Grenzflächen- und Splash-Effekte.

Düsentechnik in der Print-Industrie; ohne den Einsatz einer geeigneten Messtechnik undenkbar. Bild: © industrieblick - Fotolia.com

In dem gesamten Anwendungsgebiet der Print-Technik müssen Tropfen idealerweise bestimmte und definierte Größen aufweisen. Zudem spielt der Impuls und natürlich auch die Betriebssicherheit eine wichtige Rolle.

Zu verarbeitenden Farben weisen zudem oftmals ein sogenanntes nicht-newtonsches Fließverhalten auf. Das erschwert den Zerstäubungsprozess. Vereinzelt befinden sich in dem zu zerstäubenden Fluid Feststoffanteile. Auch diesem besonderen Umstand muss Rechnung getragen werden.  

Düsen- und Zerstäuber für die Pharma-Industrie

In der Pharma- und Nahrungsmittelindustrie müssen oftmals rheologisch problematische Fluide zerstäubt werden. Beim Coaten von Feststoffen müssen die Tropfengrößenverteilungen und der Sprayimpuls den jeweiligen Bedingungen angepasst werden.

Strömungsfelder sind mit einer geeigneten Messtechnik oder Methoden der CFD zu ermitteln. Nur lassen sich unerwünschte Rezirkulationen oder Totwassergebiete aufspüren.

 Messtechnik für Sprayeigenschaften an Düsen und Zerstäubern.

Zu den wichtigsten Aufgaben in der Technologie der Düsen zählt sicherlich sicherlich das Messen vollständiger Tropfengrößengrößenverteilungen. Hierzu bedarf es natürlich einer speziellen Messtechnik. Diese sollte idealerweise berührungs- und beeinflussungsfrei arbeiten. Das ist heute auch Stand der Technik.

Das bedeutet, dass die Sprayeigenschaften nicht durch die Messtechnik verändert werden dürfen. Somit scheiden Sonden und Abscheider aus. Die gewählte Messtechnik muss natürlich außerdem in der Lage sein, das gesamte und vollständige Tropfengrößenspektrum zu erfassen!

Hier lauern Gefahren!

Liegen lediglich Informationen zu sogenannten charakteristischen Tropfendurchmessern, -also beispielsweise dem mittleren Tropfendurchmesser d50 oder dem Sauterdurchmesser d32 vor-, reicht dieses keinesfalls aus! Nur mit Angabe dieser Werte ist die Sprayeigenschaft nicht zu beschreiben! Sind Fragestellungen im Bereich des Kühlens oder der Verbrennungstechnik zu klären, spielen des Weiteren auch die Tropfengeschwindigkeiten eine wichtige Rolle. 

Sind also die Sprayeigenschaften an einer Düse nicht bekannt, bedeutet dieses im wahrsten Sinne also „ein Stochern im Nebel“. Weder zielführende Optimierungsmaßnahmen in der Düsentechnik noch weiterführende Berechnungen von Stoff- und Wärmeübergängen lassen sich verlässlich durchführen, wenn das Spray nicht detailliert bekannt ist. So zum Beispiel für nachfolgende Berechnungen und Optimierungen mittels CFD.

Splash- und Pralleffekte.

Das Verhalten beim Aufprall von Tropfen oder Flüssigkeitsstrahlen auf Oberflächen ist bei speziellen Anwendungen von großer Bedeutung. 

Splash-Effekte von Tropfen oder Flüssigkeitsstrahlen müssen für bestimmte Anwendungen untersucht werden.

Häufig laufen diese Vorgänge sehr schnell ab und sind mit dem bloßen Auge nicht zu erkennen.

Sind derartige Splash- oder Prall-Effekte genauer zu untersuchen, kommen High-Speed Aufnahmetechniken zum Einsatz. In Verbindung mit einer speziellen Beleuchtungstechnik lassen sich somit auch rasch ablaufende Vorgänge hoch auflösend abbilden und auswerten.

Ein typisches Anwendungsgebiet ist zum Beispiel die Untersuchung von Tropfenprall-Phänomen an Fahrzeugen. Kommt es beim Tropfenprall zur Bildung kleiner Sekundärtropfen und unerwünschter Verschmutzung von Karosserieteilen, kann dieses beispielsweise durch angepasste Oberflächenkonturen und optimierte Strömungsführungen vermieden werden.

Splash-Effekte mit der geeigneten Messtechnik darstellen und interpretieren.

Selbstverständlich steht die erforderliche technische Ausstattung bereit, um auch komplizierte und rasch ablaufende Aufprall- sowie Zerteilungseffekte reproduzierbar auszuwerten.

Mit einer speziellen Technologie können auch definierte Einzeltropfen auf gewünschte Geschwindigkeiten beschleunigt werden. Ohne dass es zu einer sekundären Tropfenzerteilung kommt! Die Pralleffekte der Tropfen auf Oberflächen lassen sich somit genau betrachten. Das ist beispielsweise für bestimmte Fragestellungen in der Automotive-Industrie von besonderem Interesse.

 

Oberflächenspannungen von Flüssigkeiten lassen sich präzise mit Tensiometern ermitteln.

Messtechnik für die rheologischen Eigenschaften von Fluiden.

Neben den wichtigen Sprayeigenschaften müssen selbstverständlich die aus zerstäubungstechnischer Sicht relevanten rheologischen Eigenschaften von Flüssigkeiten und gegebenenfalls Gasen bekannt sein. Im Bereich der gesamten Düsentechnik spielen insbesondere die Viskosität, die Dichte und die Oberflächenspannung eine wichtige Rolle.

Es ist allgemein bekannt, dass sich beispielsweise Wasser durch eine Einstoff-Druckdüse relativ leicht und fein zerstäuben lässt. Soll hingegen ein viskoses Öl fein zerstäubt werden, kann dieses unter Umständen schon problematisch sein. 

Das Messen der wichtigen rheologischen Daten, auch als Funktion der Temperatur, übernehmen wir gerne für Sie als Dienstleistung.

 

Die Versuchsstände sind mit umfassender Messtechnik ausgestattet.

Messtechnik für Drücke und Volumenströme, High-Speed-Aufnahmen und Flüssigkristalltechnik.

Unsere Messstände sind natürlich umfassend ausgestattet. Darüber hinaus flexible einsetzbar und zu ergänzen. Das bedeutet, dass wir natürlich nicht nur die jeweiligen Tropfengrößenverteilungen und Geschwindigkeiten messen, sondern beispielsweise auch die zugehörigen Betriebsparameter der Düsen und Zerstäuber. Also Druckdifferenzen von Flüssigkeiten und Gasen sowie deren Volumen- oder Massenströme.

Es steht zudem ein spezielles Equipment zur Verfügung, um High-Speed-Aufnahmen schnell ablaufender Effekte anzufertigen. Somit können zum Beispiel Splash-Effekte und Tropfenprall-Phänomene aufgelöst werden.

Ein besonderes Know-how liegt im Bereich der Messtechnik mit Flüssigkristallen vor. Diese können wir bei Bedarf auch verkapselte Tracer-Teilchen beschaffen, um Geschwindigkeits- sowie Temperaturfelder in transparenten Strömungen darzustellen!

Aufgaben im gesamten Bereich der Messtechnik übernehmen wir gerne für Sie!

Die speziell geschulten Mitarbeiter übernehmen die erforderlichen Messaufgaben für Sie! Selbstverständlich setzen wir die Messtechnik nicht nur im Rahmen gemeinsamer Projekte in der Düsenoptimierung ein. Auch separate Messungen als Dienstleistungen an bereits bestehender Düsentechnik zur Optimierung Ihres produktions- beziehungsweise verfahrenstechnischen Prozesses erhalten Sie auf Wunsch von uns.

Sprechen Sie jetzt mit unseren Experten für die Messtechnik.

Hotline: +49 251 2 87 99 53-0

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