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ibr ® zerstäubungstechnik gmbh special zweistoff-düsen und pneumatische zerstäuber wenn der flüssigkeitsdruck alleine nicht reicht © ibr zerstäubungstechnik gmbh 2011

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ibr® zerstäubungstechnik gmbh 1 einleitung versagt ein sprühverfahren mit einstoff-druckdüsen so ist oftmals die hohe flüssigkeitsviskosität und ein relativ geringer volumenstrom hierfür verantwortlich ten zu einem feinen spray zerteilen die strömungs und zerstäubungstechnischen vorgänge bei der zweistoff-zerstäubung sind deut um dennoch zu einem guten sprühergebnis zu gelangen kommen unter umständen zweistoffdüsen auch pneumatische zerstäuber genannt als alternative in betracht lich komplizierter als bei der zerstäubung mit einstoff-druckdüsen in diesem special möchten wir ihnen die grundlagen der zweistoffzerstäubung ein wenig erläutern es versteht sich von selbst dass das physikalische prinzip der zerstäubung mit zweistoff-düsen unterscheidet sich grundsätzlich von dem der druckzerstäubung energielieferant ist primär nicht die unter einer druckdifferenz stehende flüssigkeit selbst sondern vielmehr ein mit hoher geschwindigkeit strömender gas oder dampf-volumenstrom eine umfassende darstellung der zum teil komplexen und miteinander in wechselwirkung stehenden zusammenhänge den umfang sprengen würde hier sei auf die weiterführende literatur verwiesen siehe anhang gerne stehen wir zur verfügung um weiterführende fragen zu beantworten selbstverständlich kon grundsätzlich lassen sich mit diesem zerstäubungsverfahren üblicherweise auch kleine volumenströme höher viskoser flüssigkei zipieren und realisieren wir auch speziell auf ihre belange zugeschnittene düsensysteme und sprayanlagen.

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ibr® zerstäubungstechnik gmbh 2 physikalische grundlagen der zerstäubung mit zweistoff-düsen das gas luft strömt mit der geschwindigkeit vg im mit ´0´ bezeichneten staupunkt resultiert hieraus ein staudruck ps v2 psgg pa 2 das prinzip des zerstäubens von flüssigkeiten mit zweistoff-düsen unterscheidet sich grundsätzlich von dem der einstoff-druckdüsen zum grundsätzliche verständnis soll zunächst ein einfaches gedankenexperiment durchgeführt werden ist dieser staudruck größer als der stabilisierende innendruck wird der tropfen zerteilt zugegeben eine sehr vereinfachte darstellung in der realität wird sich der angeströmte tropfen verformen die viskosität der flüssig hierzu stellen wir uns vor dass ein tropfen ortsfest im raum steht keit spielt eine rolle weitere zusätzliche aspekte kommen hinzu wir wollen jedoch in unserem einfachen gedankenexperiment fortfahren man kann sich natürlich der tropfen mit dem durchmesser x weist also keine geschwindigkeit auf vt=0 infolge der oberflächenspannung herrscht im inneren des tropfens ein Überdruck pi dieser stabilisiert den tropfen und soll dafür sorgen dass eine ideale kugelform entsteht p i 4 pa x auch vorstellen dass die luft ruht und sich der tropfen mit einer bestimmten geschwindigkeit bewegt das ändert zunächst einmal nichts an der grundlegenden betrachtung maßgeblich ist ja die relativgeschwindigkeit wo aber liegen die vor und nachteile beider methoden?

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ibr® zerstäubungstechnik gmbh nehmen wir ferner an uns stünde eine druckdifferenz von p=1 bar zur verfügung um die luft oder das wasser auf eine bestimmte geschwindigkeit zu bringen bei der zerstäubung mit zweistoffdüsen wird also die hohe geschwindigkeit eines strömenden gases genutzt und nicht die strömungsgeschwindigkeit der flüssigkeit selbst Überschlägig kann man die maximale geschwindigkeit berechnen v max 2 p m s dieses bedeutet auch dass im gegensatz zu den einstoffdruckdüsen höher viskose flüssigkeiten bei geringen volumen für wasser v max 2 1 105 m 14 1000 s strömen gut zu einem spray zerstäubt werden können für luft v max 2 1 105 m 289 2,4 s 3 zweistoff-düsen äußerer mischung diese düsenbauart trifft man im bereich der zerstäubung mit zwei wichtige erkenntnis die luft strömt aufgrund der deutlich geringeren dichte erheblich schneller somit ist die relativgeschwindigkeit erheblich höher als wenn bei identischer druckdifferenz das wasser beschleunigt würde stoff-düsen relativ häufig an die nachfolgende abbildung zeigt schematisch die düsenmündung einer zweistoff-düse äußerer mischung die flüssigkeit strömt mit geringer geschwindigkeit aus dem flüssigkeitsaustritt.

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ibr® zerstäubungstechnik gmbh die luft tritt mit hoher geschwindigkeit aus dem gasring-kanal aus dieses wird dadurch hervorgerufen dass sich rinnsaale bilden und kein geschlossener film mehr vorliegt eine weitere wichtige einflussgröße ist die so genannte beladung µ hierunter versteht man das mashieraus resultiert ein unterdruck welcher die flüssigkeit als film auf der prefilming-fläche ausbreitet senstromverhältnis zwischen dem druckgas und der flüssigkeit mgml dieser film wird aus kontinuitätsgründen zum rand der prefilmingfläche dünner der dünne und nahezu ruhende film trifft auf das mit hoher geschwindigkeit strömende gas die folge ein feines spray tendenziell wird das spray feiner je größer der betrag von µ ist allerdings existieren grenzbereiche in denen es kaum noch zu einer verfeinerung des sprays kommt das optimale auslegen einer derartigen zweistoff-düse mit prefilming-fläche ist nicht einfach wird die prefilming-fläche zu klein gewählt ist das tropfengrößenspektrum unter umständen zu grob eine zu große prefilming-fläche hingegen kann dazu führen dass die düse im betrieb sprotzt die erzeugten tropfengrößen lassen sich nicht verlässlich berechnen zum einen spielen die rheologischen eigenschaften der flüssigkeiten eine rolle zum anderen die geometrischen und strömungstechnischen verhältnisse in der düse selbst.

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ibr® zerstäubungstechnik gmbh ein ebenfalls zu den zweistoffdüsen äußerer mischung zählender zerstäuber ist hier dargestellt 4 zweistoff-düsen innerer mischung bei diesen ebenfalls zu den zweistoff-düsen zählenden zerstäubern treffen druckgas und zu zerstäubende flüssigkeit bereits im inneren der düse aufeinander es wird eine zweiphasige strömung etabliert typisches beispiel ist die venturi-düse dieser ist auch als parfümzerstäuber bekannt er saugt besonders gut flüssigkeiten an und erzeugt ein relativ feines tropfengrößenspektrum wir empfehlen dringend die jeweilige zweistoffdüse den vorliegenden anforderungen entsprechend zu konzipieren hierzu zählt auch das messen der tropfengrößen unter verwendung des originalfluides die physikalischen grundlagen der zweiphasenströmungen sind außerordentlich komplex umfassendere darstellungen finden sich in den aufgeführten fachbüchern.

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ibr® zerstäubungstechnik gmbh 5 worauf es ankommt spielen rezirkulationsgebiete oder totwasserbereiche eine rolle welches tropfengrößenspektrum -grobe beziehungsweise kleine tropfen ist akzeptabel ist die erforderliche peripherie verfügbar welcher volumenstrom bzw massenstrom ist zu zerstäuben können gegebenenfalls mehrere düsen eingesetzt werden ist die flüssigkeitsrheologie bekannt temperatureinfluss nicht-newtonsches fließverhalten handelt es sich um eine reine flüssigkeit oder um eine suspension kann druckluft oder vielleicht inertgas verwendet werden ist der sprayimpuls akzeptabel welche sprühkontur wird benötigt sind apparatetechnische einbauten zu berücksichtigen fordern sie uns wir freuen uns auf ihre herausforderung daher bieten wir ihnen einen zielführenden full-service von der analyse der aufgabenstellung bis hin zur beschaffung der düsen und zerstäuber sowie kompletter sprühsysteme das sind nur einige fragen welche einer frühzeitigen klärung bedürfen unsere erfahrung zeigt dass nachträgliche Änderungen fast immer mit einem großen aufwand verbunden sind düsen und zerstäuber müssen die gestellte aufgabe optimal erfüllen und sich zudem in den gesamten verfahrenstechnischen prozess integrieren lassen daher ist es besonders wichtig im vorfeld einige fragen zu klären.

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ibr® zerstäubungstechnik gmbh anhang wichtige hinweise zum copyright und der verwendung dieses dokumentes © copyright 2011 ibr® zerstäubungstechnik gmbh auf der horst 10 d-48147 münster info@duesen.biz www.duesen.biz literaturhinweise die verwendeten technischen abbildungen stammen zum teil aus dem fachbuch gemäß quelle |1 lizenzierung titelbild clipdealer gmbh münchen das copyright der buchabbildungen liegen beim verlag expert-verlag und dem verlag springer |1 richter th zerstäuben von flüssigkeiten -düsen und zerstäuber in theorie und praxis expert-verlag isbn-13 978-3-8169-2815-7 dritte auflage weiterer hinweis buch von prof dr wozniak wozniak g zerstäubungstechnik prinzipien verfahren geräte verlag springer isbn-10 9783540411703 die ibr® zerstäubungstechnik gmbh gestattet ausdrücklich eine verlinkung auf diesen fachbeitrag unter folgenden bedingungen für die nicht-kommerzielle verwendung privat-personen hochschulen und öffentliche forschungseinrichtungen dürfen ohne rückfrage internet-links zu diesem special der ibr zerstäubungstechnik in ihren websites setzen die quelle dieser information ist hierbei deutlich zu machen Änderungen ergänzungen und/oder das entfernen der copyright vermerkes ist nicht gestattet für die kommerzielle verwendung die verwendung von texten und abbildungen auch in teilen sowie das verlinken auf die url ist nur nach vorhergehender einverständniserklärung der ibr zerstäubungstechnik gmbh gestattet irrtümer und fehler vorbehalten darstellung erhebt keinen anspruch auf vollständigkeit.

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