M.Sc. Mathias Etzold, Process Engineering, FMP TECHNOLOGY GMBH, Erlangen

May 3rd 2017, 2:00 pm

Monodisperser Tropfengenerator

Die Technik der monodispersen Sprayerzeugung ermöglicht eine gezielteHerstellung monodisperser oder diskret polydisperser Sprays mit einstellbaren Tropfendurchmessern. Die Technik dieser Tropfenbildung basiert dabei auf dem Rayleighschen Zerfall laminarer Flüssigkeitsstrahlen. Dieser Mechanismus lässt sich durch die Einbringung vibratorischer Störungen in Flüssigkeitsstrahlen gezielt und leicht steuern, um Tropfen bekannter Größen zu erzeugen. Grundsätzlich gilt, dass der Rayleigh‘sche Zerfall eines Flüssigkeitsstrahles in Tropfen auftritt, wenn die Wellenlänge einer
Verformung der Strahloberfläche größer ist als der Umfang des Strahles. Durch die entwickelte Technik ist es möglich, einen kontrollierten Strahlzerfall durch Aufbringen definierter Störwellen zu erzeugen. Dabei ist es wichtig, dass Störsignale geringer Amplituden ausreichend  sind, um den Strahlzerfall zu kontrollieren. Vibrationen mit der Frequenz, f, produzieren bei einer bestimmten Strahlgeschwindigkeit U Störwellen mit der Wellenlänge λ = U/f. Die Störwelle führt zu einer regelmäßigen Produktion gleich großer Tropfen mit vorhersagbarem Durchmesser d, wenn die dimensionslose
Wellenlänge k = π D / λ zwischen 0,3 und 0,9 liegt. Der optimale Zerfall erfolgt bei k = 0,7. Wellenlänge λ = U/f. Die  Störwelle führt  zu  einer  regelmäßigen  Produktion gleich großer Tropfen mit vorhersagbarem Durchmesser d, wenn die dimensionslose Wellenlänge k = π D / λ zwischen 0,3 und 0,9 liegt. Der optimale Zerfall erfolgt bei k = 0,7.