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Untersuchung eines Modellsystems für die Messung von Strömungen

Untersuchung eines Modellsystems für die Messung von Strömungen
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.


Für diese Untersuchungen werden unterschiedliche Modellsysteme auf Basis einer PEG-Lösung verwendet. Durch Variation von Dichte, Viskosität und Grenzflächenspannung können dimensionslose Kennzahlen eingestellt werden.


Im Rahmen der Arbeit sollen unterschiedliche Modellsysteme charakterisiert werden. Hierfür werden PEG-Lösungen unterschiedliche Zusätze beigemischt um die Eigenschaften gezielt einzustellen. Anschließend werden die neuen Eigenschaften (Dichte, Viskosität, Grenzflächenspannung) bei unterschiedlichen Prozessbedingungen gemessen. Abschließend soll die Anwendbarkeit der neuen Modellsysteme für die µPIV-Messung geprüft werden.


Wenn dein Interesse geweckt ist und du Lust auf das obrige Thema hast, melde dich einfach per Mail ( ariane.bisten@kit.edu )/Telefon (0721 / 608 43785). Wir können dann im Detail besprechen wie deine Studien-, Diplom-, Bachelor- oder Masterarbeit aussehen könnte und wo du deinen persönlichen Schwerpunkt setzten möchtest.