Zerstäubung hochviskoser Fluide bei variierendem Systemdruck - Grundlagenforschung zur Hochdruck-Flugstromvergasung

Ziel dieser Arbeit ist das Verständnis der gasgestützten Zerstäubung rheologisch komplexer Fluide zu erweitern. Motiviert durch die Weiterentwicklung von Brennern zur Einbringung hochviskoser Brennstoffe in druckbeaufschlagte Reaktoren, wird der Einfluss der Viskosität Newtonscher und nicht-Newtonscher Fluide sowie der Einfluss des Systemdrucks auf den Zerstäubungsvorgang betrachtet. Untersucht wurde das Spray außenmischender Zweistoffdüsen an zwei Versuchsständen mittels des kombinierten Einsatzes optischer und laserbasierter Messtechniken. Zur Minimierung von Messungenauigkeiten lag ein Fokus auf der kritischen Betrachtung und der Validierung der Messtechniken durch die Zusammenführung visueller Daten mit denen der laserbasierten Messungen.

This thesis contributes to an improved understanding of gas-assisted atomization of rheological complex fluids. Motivated by experimentally based optimization of burner nozzles for conversion of high-viscous fuels in pressurized reactors, the research work is focused on the influence of viscosity and system pressure on spray characteristics. Sprays of external mixing twin-fluid atomizers were investigated by the combined use of optical and laser based measurement techniques. The experiments were performed at an atmospheric and a pressurized spray test rig. An essential part of this work is dedicated to validation of experimental data by combining visual and laser-based data to avoid measuring inaccuracies using these techniques.