Experimentelle und numerische Analyse der Interaktion von Sprühstrahlen mit dünnen Wandfilmen
Die Interaktion von Sprühstrahlen mit dünnen Wandfilmen ist vor allem in motorischen Anwendungen von großer technischer Bedeutung, wirft aber auch grundlegende wissenschaftliche Fragestellungen auf. In der Literatur ist vor allem die Interaktion einzelner Tropfen mit einem Wandfilm intensiv untersucht worden. Aus diesen Arbeiten ist eine Vielzahl von Modellen entstanden, die die Tropfen-Wandfilm-Interaktion kennzahlbasiert beschreiben.
Eigene Arbeiten im Vorgängerprojekt haben gezeigt, dass solche Einzeltropfeneffekte bei der Sprühstrahl-Wandfilm-Interaktion nur von untergeordneter Bedeutung sind. In solchen Fällen lassen sich Schwarm- und Schereffekte als wesentliche Mechanismen für den Auftrag von Tropfenflüssigkeit und Abtrag von Filmflüssigkeit ausmachen. Im beantragten Vorhaben soll mit numerischen und experimentellen Methoden der Einfluss von Schwarmeffekten und Schereffekten quantifiziert werden. Diese beinhalten die Kollision von Tropfen untereinander, den massiven gleichzeitigen Aufprall von Tropfen auf die Filmoberfläche und das Abscheren von Sekundärtropfen durch die Umlenkung des Sprühstrahls im Wandauftreffpunkt. Für die geplanten Untersuchungen werden neben einem numerischen Sprühstrahlmodell ein generischer Prüfstand und laser-basierte Messtechniken eingesetzt.