Modellierung, Simulation und experimentelle Verifikation des Zerfalls von Flüssigkeitsstrahlen und der Tropfenbildung im Zentrifugalfeld

Modeling, Simulation and Experimental Verification of the Break-Up of Liquid Jets and the Drop Formation in the Centrifugal Field

Authors

  • Dr. Simon Gramlich,

    Corresponding author
    1. Universität Stuttgart, Institut für Mechanische Verfahrenstechnik, Böblinger Straße 72, 70199 Stuttgart, Deutschland
    • Universität Stuttgart, Institut für Mechanische Verfahrenstechnik, Böblinger Straße 72, 70199 Stuttgart, Deutschland

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  • Prof. Manfred Piesche

    1. Universität Stuttgart, Institut für Mechanische Verfahrenstechnik, Böblinger Straße 72, 70199 Stuttgart, Deutschland
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Abstract

Vorgestellt wird ein physikalisch-mathematisches Modell zur Beschreibung des Zerfalls von Flüssigkeitsstrahlen und der Tropfenbildung im Zentrifugalfeld unter Berücksichtigung der umgebenden Gasphase und der Viskosität. Das Modell beruht auf der Methode der kleinen Schwingungen, bei der die Strömung in eine zeitlich gemittelte Grundströmung und eine instationäre Störungsbewegung unterteilt wird. Die resultierenden Tropfengrößen werden mit experimentellen Daten verglichen und zeigen eine gute Übereinstimmung. Als Randbedingung dient dem Modell die experimentell ermittelte Zerfallslänge.

Abstract

A physical mathematical model for the description of the break-up of a liquid jet and the drop formation in the centrifugal field is presented taking the surrounding gaseous phase and the liquid viscosity into account. The model is based on perturbation theory, thus, the motion is decomposed into the time steady motion of the jet and the transient motion of the oscillation of the liquid gas interphase. The resulting drop size is in good accordance with the experimental data. The break-up length serves as a boundary condition and is based on experimental data.

Ancillary