Bachelorarbeit am IOB: Experimentelle Bestimmung des Auftreffimpulses von Düsensprays auf horizontalen Oberflächen bei Einzeldüsen und Düsenfeldern

Das Insti­tut für Indus­trie­ofen­bau und Wär­me­tech­nik (IOB) beschäf­tigt sich im Rah­men eines For­schungs­pro­jekts mit der Strö­mung auf hori­zon­ta­len Ober­flä­chen in Sprüh­dü­sen­fel­dern. Dazu sind am IOB meh­re­re expe­ri­men­tel­le Ver­suchs­stän­de mit unter­schied­li­chen Mess­me­tho­den vor­han­den. In der Bache­lor­ar­beit von Numan wur­de der Auf­tr­eff­im­puls von Düsen­sprays auf der Ober­flä­che mit Hil­fe eines Kraft­sen­sors unter­sucht. Der Kraft­sen­sor ist bün­dig in der Ober­flä­che ein­ge­las­sen, sodass die ent­ste­hen­de Strö­mung nicht beein­träch­tigt wird. Die­se Mess­me­tho­dik wur­de im Rah­men der Arbeit zum ers­ten Mal am IOB ange­wen­det. Daher umfass­te die Arbeit sowohl die Inbe­trieb­nah­me des Sen­sors, als auch die Ent­wick­lung eines geeig­ne­ten Mess­felds und die Durch­füh­rung bzw. Aus­wer­tung der Versuche.

Als Refe­renz für die Ver­su­che im Düsen­feld wur­de zunächst der Auf­tr­eff­im­puls an einer Ein­zel­dü­se gemes­sen. Dazu wur­de die Düse an unter­schied­li­chen Posi­tio­nen ober­halb des Kraft­sen­sors posi­tio­niert, sodass die Ver­tei­lung der Impul­se über die Auf­treff­flä­che bestimmt wer­den konn­te. Dabei zeig­te sich eine cha­rak­te­ris­ti­sche Ver­tei­lung, die bereits anhand der Beauf­schla­gungs­ver­tei­lung aus vor­an­ge­gan­ge­nen Unter­su­chun­gen mit einem Pat­ter­na­tor beob­ach­tet wer­den konn­te. Um das Ver­hal­ten der Düse best­mög­lich abzu­bil­den, wur­de im Rah­men der Unter­su­chun­gen sowohl der Düsen­vor­druck als auch der Abstand der Düse zur Ober­flä­che variiert.

Im Anschluss an die Bestim­mung des Impul­ses an einer Ein­zel­dü­se wur­de ein 3x3-Düsen­feld ver­mes­sen. Die Düsen wur­den dazu mit einem Abstand von 150 mm zuein­an­der fluch­tend ange­ord­net. Im Düsen­feld ent­steht, im Gegen­satz zur Ein­zel­dü­se, eine deut­lich kom­ple­xe­re Strö­mung auf der Ober­flä­che. Zwi­schen den Auf­treff­be­rei­chen der ein­zel­nen Düsen auf der Ober­flä­che bil­det sich bei­spiels­wei­se ein eini­ge Mil­li­me­ter hoher Was­ser­film aus. Im Rah­men der Arbeit konn­te gezeigt wer­den, dass die­se „Was­ser­ber­ge“ einen deut­li­chen Ein­fluss auf den Auf­tr­eff­im­puls aus­üben. Bei einem Ver­gleich mit den Unter­su­chun­gen an der Ein­zel­dü­se wur­den vor allem die Was­ser­ber­ge als ent­schei­den­der Unter­schied identifiziert.

Nach einem erfolg­rei­chen Vor­trag und einer ange­reg­ten Dis­kus­si­on wur­de der Abschluss der Arbeit zusam­men mit allen anwe­sen­den Mit­ar­bei­tern des Insti­tu­tes gebüh­rend mit selbst­ge­ba­cke­nem Kuchen gefei­ert. Vie­len Dank lie­ber Numan für dei­ne inter­es­san­te Arbeit! Wir wün­schen dir auf dei­nem wei­te­ren Weg alles Gute!

Wei­te­re offe­ne The­men für Stu­di­en­ar­bei­ten am IOB kön­nen hier ein­ge­se­hen wer­den. Ger­ne kön­nen wir auch in einem gemein­sa­men Gespräch ande­re Arbeits­the­men dis­ku­tie­ren und so eine Stu­di­en­ar­beit fin­den, die zu den indi­vi­du­el­len Inter­es­sen passt.