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

• Applicant: Professorin Dr. Tatiana Gambaryan-Roisman
• Subject Area: Mechanical Process Engineering
• Term: from 2009 to 2012
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 138385234

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 Programme: Research Grants