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Untersuchung der Strömung in einer koaxialen Blende mittels µPIV

Untersuchung der Strömung in einer koaxialen Blende mittels µPIV
Typ:BA/MA
Datum:ab sofort
Betreuer:

Dipl.-Ing. Ariane Bisten

Hintergrund
Die Hochdruckhomogenisation ist eine weit verbreitete Technologie zur Herstellung und Zerkleinerung von Emulsionen. Dabei wird eine Rohemulsion mittels einer Hochdruckpumpe auf 100-1000 bar verdichtet und durch eine Düse entspannt. Die durch die Strömung entstehenden Spannungen werden auf die Tropfen übertragen und zerkleinern sie.


Dieses Verfahren wird seit vielen Jahrzehnten beispielsweise beim Homogenisieren von Milch eingesetzt. Dennoch sind die Mechanismen, welche in der Hochdruck-blende zum Tropfenaufbruch führen nicht komplett beschrieben.


Mithilfe einer optischen Strömungsmesstechnik, der µ-Particle Image Velocimetry   (µ-PIV) können Geschwindigkeitsfelder mit hoher örtlicher und zeitlicher Auflösung aufgenommen werden. Dabei werden dem Fluid fluoreszierende mikroskopische Tracerpartikel zugesetzt, die der Strömung folgen und mithilfe einer Highspeed-Kamera aufgenommen werden.

Im Rahmen der Arbeit sollen die Strömung und die daraus resultierenden Dehn- und Scherspannungen in Hochdruckblenden gemessen werden. Hierfür soll eine neue Blendengeometrie charakterisiert werden. In den Zonen der Blende – Einlauf, Blende, Aus- und Nachlauf – werden unterschiedliche Anforderungen an die Messtechnik gestellt, da sich die Strömung zunächst stark beschleunigt und nach der Blende in Wirbel zerfällt. Hier soll bei zwei unterschiedlichen Viskositäten die Strömung untersucht werden.  


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