Mikrosprayer für die Oberflächenbehandlung

Wo messen unmöglich ist: Mikrosprayer

Beim folgenden Projekt verstopfte eine Mikrodüse sehr häufig und scheinbar unerklärlich.

Die Abbildung 1 zeigt das Simulationsmodell der Düse, die eine Länge von 3 Millimetern aufweist. Durch den erzeugten Unterdruck des Treibgases wird die Flüssigkeit aus dem Zentralrohr mit einem Durchmesser von 0,2 Millimetern angesaugt und anschließend zerstäubt. Die Simulation zeigt auch, dass sich die Strömung im Bereich des Diffusors geringfügig ablöst, wodurch sich Partikel an der Wand anlagern und zunehmend zu einer Verstopfung der Düse führen.

Auf Grund der gewonnenen Erkenntnisse konnte letztendlich eine Düsenform entworfen werden, bei der dieser Strömungseffekt nicht auftritt und die Verstopfung der Düse verhindert wird. Wie Abbildung 2 zeigt, konnte dies durch eine Abrundung des Einlaufbereiches und Abflachung des Diffusors erreicht werden. Neben der Beseitigung der Wirbel, ließ sich gleichzeitig auch die Verteilung des Druckes optimieren. Durch mehrere virtuell erprobte Design-Variationen wurde die effektivste Form für die Düse ermittelt.

Strömungssimulation: Zwei Schnittebenen durch das 3D-Modell der Düse zeigen die Geschwindigkeitsverteilung
Abbildung 1: Die 3D-Strömungssimulation der Düse zeigt die Geschwindigkeitsverteilung

CFD-Strömungssimulation: Zwei Schnittebenen durch das 3D-Simulationsmodell der Düse nach der Optimierung
Abbildung 2: Die 3D-Strömungssimulation der Düse nach der Optimierung

Zum Weiterlesen:

Glänzendes Ergebnis durch perfektionierten Lackierprozess mittels Strömungssimulation

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