Beschreibung
In der vorliegenden Arbeit werden die Bewegung und der Zerfall von einphasigen oder feststoffbeladenen, laminaren Flüssigkeitsstrahlen untersucht. Insbesondere der Einfluss einer zusätzlich aufgeprägten Gasströmung sowie die Auswirkungen der Eigenschaften der dispergierten Feststoffpartikel sind dabei im Fokus der Analysen. Neben der Untersuchung von Suspensionsstrahlen, die mittels eines in der Horizontalen rotierenden Rotationszerstäubers erzeugt werden, erfolgt auch eine Betrachtung von feststoffbeladenen Flüssigkeitsstrahlen, die aus ortsfesten Düsen austreten. Dadurch ist es möglich, die Einflüsse der Gasströmung und der Feststoffbeladung inklusive Partikelform, Feststoffdichte und -konzentration getrennt voneinander und in Kombination mit einem Zentrifugalfeld zu untersuchen. Als Methoden kommen Experimente sowie modelltheoretische Untersuchungen zum Einsatz. Das entwickelte physikalisch-mathematische Modell ermöglicht die Beschreibung der dreidimensionalen Bewegung und des Zerfalls von Suspensionsstrahlen, die mittels eines in der Horizontalen rotierenden Rotationszerstäubers erzeugt werden und einer parallel zur Rotationsachse gerichteten Gasströmung ausgesetzt sind. Zusätzlich zur Bestimmung der Strahlbahn und -dehnung erlaubt das Modell die Berechnung der mittleren Größe und der Bewegung der gebildeten Tropfen. Die experimentellen Ergebnisse basieren auf jeweils einem Versuchsstand für ortsfeste Düsen und einem für Rotationszerstäuber. Als Messmethode kommt in beiden Fällen die Bildauswertung von Schattenlichtbildern zum Einsatz. Neben der Modellvalidierung resultieren aus den Experimenten Ähnlichkeitsgesetze für die Anfangsstörung sowie für die Zerfallslänge von Suspensionsstrahlen.
