Untersuchung zum Einfluss der Düseninnenströmung auf die Stabilität von flächigen Flüssigkeitsstrahlen

Name: Untersuchung zum Einfluss der Düseninnenströmung auf die Stabilität von flächigen Flüssigkeitsstrahlen
Brand: Shaker Verlag
Availability: OutOfStock
Rating: 5 (1 reviews)

By Kai Heukelbach

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Description

Das Verst?ndnis ?ber die Stabilit?t und den Zerfall von durch D?sen erzeugten Fl?ssigkeitsstrahlen und Filmen ist f?r die Beeinflussung vieler technischer Prozesse von ma?geblicher Bedeutung. Die Kraftstoffverbrennung in Motoren und die Spr?htrocknung im Bereich der Nahrungsmittelproduktion sind dabei zwei der bedeutendsten Anwendungen. Die Kenntnis ?ber die, den Zerfall beeinflussenden, Faktoren und Mechanismen sind weitreichend, wenngleich auch nicht abschlie?end gekl?rt. Aufgrund der kleinen Abmessungen, die im Zusammenhang mit Zerst?uberd?sen auftreten, ist gerade der Einfluss der D?seninnenstr?mung auf die Stabilit?t der Strahlen messtechnisch kaum erfasst und auch wenig verstanden.
Aus dieser Problematik leitet sich die Zielstellung dieser Arbeit ab. Das in der Str?mungsmesstechnik vielfach angewandte Laser-Doppler-Verfahren wird dahingehend optimiert, dass mit ihm r?umlich aufgel?ste Geschwindigkeitsmessungen in f?r Zerst?uberd?sen ?blichen Abmessungen von etwa 500?m Kanalh?he durchgef?hrt werden k?nnen. Die Parameter, die zur Beschreibung der Str?mung bestimmt werden, sind der Turbulenzgrad und die Dicke der Grenzschicht, die sich ?ber die L?nge des D?senkanals entwickelt, wobei die mit dem Laser-Doppler erreichte r?umliche Aufl?sung etwa 22?m betr?gt.
Auf dieser Basis werden an verschiedenen Flachstrahld?sen, mit jeweils unterschiedlicher Innengeometrie, Untersuchungen hinsichtlich ihrer Str?mungscharakteristika durchgef?hrt. Daneben erfolgt eine eingehende Beschreibung der an den erzeugten Fl?ssigkeitsfilmen zu beobachtenden St?rungen und Zerfallsmechanismen, mit der Zielstellung, die ver?nderten Stabilit?tsbedingungen auf die Str?mungsparameter der Innenstr?mung zur?ckzuf?hren. Zur Deutung der gefundenen Ergebnisse wird ein Vergleich zur linearen Stabilit?tstheorie herangezogen und auf Literaturwerte aus einer direkten numerischen Simulation zur?ckgegriffen.
Die Ergebnisse zeigen, dass die Existenz einer ausgebildeten Grenzschicht am Beginn des erzeugten Fl?ssigkeitsfilms entscheidend zu dessen Destabilisierung beitr?gt. Die gefundenen L?ngen der St?rungswellen k?nnen durch die lineare Theorie nicht wiedergegeben werden, folgen aber qualitativ den Vorhersagen. Das zus?tzliche Auftreten turbulenter Schwankungen verringert das Wachstum der beobachteten St?rungen und tr?gt zur Stabilisierung des Films bei. Dieser Einfluss kann im Rahmen der linearen Stabilit?tstheorie durch eine Erh?hung der effektiven Z?higkeit gedeutet werden. Gleichzeitig mit der Zunahme des Turbulenzgrades geht eine diffuse Aufrauhung der Oberfl?che einher, die in den turbulenten Normalspannungen begr?ndet ist. Bei gen?gend starken Schwankungsbewegungen kommt es zur lokalen Abl?sung einzelner Fl?ssigkeitselemente, die in der Folge zum sukzessiven Zerfall des Films f?hren. Dementsprechend muss der Einfluss der Turbulenz zum einen in einer globalen Stabilisierung des Films gesehen werden, andererseits f?hrt sie zu dessen lokaler Zerst?rung. Die gewonnenen Erkenntnisse k?nnten gerade f?r eine erweiterte Modellbildung des bislang nur mangelhaft beschriebenen Vorganges der direkten Zerst?ubung dienlich sein.

Product details

Binding:: Paperback
Edition:: 1
Number of Pages:: 132
Publication Date:: 2003-01-31
Publisher:: Shaker Verlag
Languages:: Original: German
ISBN10:: 3832216235
ISBN13:: 9783832216238
Weight:: 205 g
Height:: 149 cm
Width:: 212 cm
Thickness:: 9 cm

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