Primäre Auflösung einer nicht-newtonschen Flüssigkeit
Ein aktueller Forschungsbeitrag beschäftigt sich mit numerischen und experimentellen Studien des primären Flüssigkeitsauflösungsprozesses unter Verwendung eines Hochgeschwindigkeits-Drehzerstäubers.
Der erste Teil der Untersuchungen konzentriert sich auf die Filmbildung auf der Verteilerscheibe und der Innenfläche der Rotationsglocke. Es wurden numerische Simulationen nach dem Volume-of-Fluid-Ansatz durchgeführt. Eine nicht-newtonsche Flüssigkeit mit Scherverdünnungsverhalten wird verwendet, um den Einfluss der Viskosität auf die Erstbenetzung, den Filmbildungsprozess und die Filmdickenverteilung auf der Glocke zu untersuchen. Auf der Innenfläche der Rotationsglocke befindet sich eine inhomogene Filmstruktur. Dies wird auch bei experimentellen Untersuchungen mit einer Hochgeschwindigkeitskamera beobachtet.
Bestimmung von Tröpfcheneigenschaften wie Durchmesser, Geschwindigkeit und Position
Der zweite Teil konzentriert sich auf den Zerfallsprozess der Farbflüssigkeit im nahen Glockenbereich. Als Einlassbedingungen für die Aufbruchsimulationen wurden die Eigenschaften des Flüssigkeitsfilms am Glockenrand, d.h. Filmdicke, Geschwindigkeiten und scheinbare Viskosität, die sich aus den Filmbildungssimulationen ergeben, verwendet. Es wurden zwei verschiedene Flüssigkeitszerfälle im Nahfeld gefunden, die auch bei experimentellen Untersuchungen mit einer Hochgeschwindigkeitskamera beobachtet wurden. Darüber hinaus wurden mit ANSYS Fluent benutzerdefinierte Funktionen zusammengestellt, um die durch den Zerfallsprozess gebildeten Tröpfchen eindeutig zu identifizieren und zu charakterisieren. Auf diese Weise können Tröpfcheneigenschaften wie Durchmesser, Geschwindigkeit und Position bestimmt werden.
Die Studie wurde veröffentlicht in: Journal of Coatings Technology and Research November 2019, Volume 16, Issue 6, pp 1581–1596.