Entwicklung von Modellen für die Zweiphasen-Zustandsverteilung am Austritt kavitierender Zerstäubungsdüsen

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Josef Ballmann
• Fachliche Zuordnung: Strömungsmechanik
• Förderung: Förderung von 1998 bis 2004
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 5110858

Die Gestalt und der Zerfall des Strahles, der sich hinter dem Austritt von Zerstäubungsdüsen ausbildet, wird wesentlich von Kavitationsstrukturen innerhalb der Düse beeinflußt. Das beantragte Projekt verfolgt das Ziel, auf Grundlage einer instationären Simulation der zweiphasigen Strömung in Düsen Beschreibungen für die Strömungsstrukturen und die Zeitverläufe der Dampf- und Druckverteilung am Düsenaustritt zu erhalten. Die numerische Simulation berücksichtigt die Entstehung und das zeitliche Verhalten der Kavitationsstrukturen, wobei großskalige Phasengrenzen wie materielle Flächen rechnerisch verfolgt und kleinerskalige Dampfblasen durch eine Homogenisierung des Flüssigkeit-Dampf-Gemisches erfaßt werden sollen. Die bei Blasenzusammenbrüchen und -aufweitungen auftretenden Druckwellen werden durch die Modellierung aller Fluidkomponenten als kompressibel richtig wiedergegeben. Phasengrenzflächenprozesse wie Verdampfung und Wärmeleitung sind einbezogen. Insgesamt sollen die Voraussetzungen für ein besseres Verständnis sowie eine realitätsnähere Modellierung des Strahlzerfalls hinter dem Düsenaustritt und somit auch für das Zerstäubungsverhalten der Düsen geschaffen werden. Insbesondere soll diese Modellierung die experimentellen Arbeiten der Kooperationspartner theoretisch fundieren.

• DFG-Verfahren: Schwerpunktprogramme
• Teilprojekt zu: SPP 1061: Fluidzerstäubung und Sprühvorgänge