2001 -12 -04
15 :00 at HG F33.1

Tropfendispergiervorgänge in komplexen laminaren Strömungsfeldern

Stefan Kaufmann

Swiss Federal Institute of Technology, CH

In industriellen Dispergierprozessen kann das Strömungsfeld aus Scher- und Dehnströmungsanteilen zusammengesetzt interpretiert werden. Ferner erfährt ein Tropfen in einer solchen Strömung transiente Deformationsgeschwindigkeiten auf seinem Weg durch das Strömungsfeld. Das Deformations- und Aufbruchverhalten von flüssigen Tröpfchen die in einer flüssigen kontinuierlichen Phase schwebend gehalten werden, wird experimentell und numerisch untersucht, wobei das System einem komplexen Scher- und Dehnströmungsfeld ausgesetzt wird. Um die relative Effizienz von Dispergierprozessen besser verstehen zu lernen, visualisieren wir die Tropfendeformation und das Aufbruchverhalten von einzelnen Tröpfchen entlang verschiedener Partikelbahnen in einem solchen komplexen Strömungsfeld.
Wir ziehen Rotor-Stator-Apparate in Betracht, wie sie auch für die Verarbeitung hoch viskoser Materialien zum Einsatz kommen, und verwenden in einem ersten Schritt das Strömungsfeld erzeugt in einem asymmetrischen Zylinderspalt als idealisierten Strömungsprozess, der transiente Scher- und Dehngeschwindigkeiten erzeugt.
In den numerischen Untersuchungen wird ein FEM-Programm benutzt, um sowohl das Strömungsfeld als auch die Partikelbahn und korrespondierende Geschwindigkeitsgradienten zu berechnen. Ein BIM-Code kommt für die Simulation der Tropfendeformation unter Verwendung des gegebenen Geschwindigkeitsgradienten entlang der Partikelbahn zur Anwendung.