Untersuchungen zur Messung der relevanten Strömungsbedingungen für die Deformation und den Aufbruch von Tropfen beim Hochdruckhomogenisieren mit Blenden und zur Skalierbarkeit der Methoden
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Innerhalb des Projekts konnte gezeigt werden, dass die Strömungsverhältnisse über die Skalen bis zum Faktor 50 über den gewählten Ähnlichkeitsansatz gut übertragbar sind. Auch die Beobachtungen zum Tropfenaufbruch zeigen deutliche Ähnlichkeiten in den Mechanismen, sodass der Skalierungsansatz vielversprechend erscheint, um den komplexen Tropfenaufbruch in turbulenten Strömungen systematisch genauer zu untersuchen, als dies im Originalmaßstab aufgrund der zeitlichen und räumlichen Restriktionen sowie den Prozessbedingungen (v.a. Druck, Strömungsgeschwindigkeiten) möglich ist. Für die Untersuchung des Einflusses der Prozessparameter auf die resultierende Tropfengrößenverteilung sind die kleinen Maßstäbe dagegen besser geeignet, da hier größere Dispersphasenanteile erreicht werden können, wodurch auch das Verfahren der Laserbeugung zur Messung von resultierenden Tropfengrößenverteilungen genutzt werden kann. In den für die höheren Skalen notwendigerweise einzusetzenden bildgebenden Messverfahren ist es nicht möglich, die typischerweise auftretenden vielen sehr kleinen Tochtertropfen zu erfassen.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
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Optical Measuring Methods for the Investigation of High-Pressure Homogenisation. Processes 2016, 4, 41
Bisten, A.; Schuchmann, H.P.
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High-Pressure Homogenization: Simplified Drop Deformation Estimate during Transition through Orifices. Chem. Eng. Technol. 2017, 40, 405–411
Walzel, P.E.
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Comparison of flow patterns and droplet deformations of modified sharp-edged and conical orifices during high-pressure homogenisation using µPIV. Microfluid Nanofluid 2018, 22, 607
Bisten, A.; Rudolf, D.; Karbstein, H.P.
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(2019) Comparison of µ-PIV flow pattern measurements and CFD simulation of high-pressure homogenizer orifices, Annual Meeting on Reaction Engineering 2019 in cooperation with the subject division Multiphase Flows, 27 – 29 May 2019 Festung Marienberg, Würzburg/Germany
Walzel, P.; Bisten, A.; Schaldach, G.; Preiss, F.J.; Karbstein, H.P.
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(2019) Tomographic visualization of droplet break-up during high-pressure homogenization with orifices in a scaled test section, 12 European Congress of Chemical Engineering, 15 – 19 September, Florenz
Mutsch, B., Kähler, C. J.
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Development of a Pressure Stable Inline Droplet Generator with Live Droplet Size Measurement. ChemEngineering 2020, 4, 60
Preiss, F.J.; Dagenbach, T.; Fischer, M.; Karbstein, H.P.
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Scaling of Droplet Breakup in High-Pressure Homogenizer Orifices. Part I: Comparison of Velocity Profiles in Scaled Coaxial Orifices. ChemEngineering 2021, 5, 7
Preiss, F.J.; Mutsch, B.; Kähler, C.J.; Karbstein, H.P.
