Schwerpunktprogramm "Fluidzerstäubung und Sprühvorgänge" legt Abschlussbericht vor

Tropfenweise zum Erfolg

Der Lack auf das Auto, das Benzin in den Motor oder Medikamente in die Lunge -Substanzen kommen in vielen Anwendungen am besten tropfenweise an. Wegen der vielfältigen Verwendungsmöglichkeiten ist das Thema Zerstäubung wirtschaftlich von großer Bedeutung. Bisher waren die Vorgänge, die beispielsweise bei der Sprühtrocknung von Lebensmitteln passieren, jedoch nur aus der Beobachtung erschlossen und nicht theoretisch verstanden. Mit der Kopplung von Experiment, Theorie und Numerik hat das von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) mit 8,3 Millionen Euro geförderte Schwerpunktprogramm „Fluidzerstäubung und Sprühvorgänge“ Licht in die Vorgänge der Tropfenbildung gebracht. Die Wissenschaftler legten nach sechs Jahren Förderung nun ihren Abschlussbericht vor.

Das Schwerpunktprogramm befasste sich vor allem mit den Düsen, durch die das Material zerstäubt wird, aber auch mit dem so genannten Strahl- und Tropfenzerfall. Aus der guten Übereinstimmung der numerischen Vorhersagen mit den Experimenten, die viele der 32 Projekte erreichten, sind jetzt Vorhersagen über das Verhalten eines Strahls in einer bestimmten Düse möglich. Diese Erkenntnisse sind beispielsweise für den Bau von Gasturbinenbrennkammern wichtig.

Um die Tropfen beim Zerfallen beobachten zu können, schaffte das Schwerpunktprogramm als gemeinsame Investition eine damals 520 000 DM teure Hochleistungskamera an. Damit entstanden Bilder, die nicht nur durch den wissenschaftlichen Nutzen, sondern auch durch ihre Ästhetik beeindrucken. Die Kamera, die in einer Frequenz von mehr als hundert Megahertz Aufnahmen machen kann, wurde mehr als 50 Mal für spezielle Untersuchungen an Gruppen von Wissenschaftlern ausgeliehen und trug so zu den wissenschaftlichen Erkenntnissen des Schwerpunktprogramms bei.

„Die enge Zusammenarbeit zwischen den beteiligten Projekten im Schwerpunktprogramm sowie die zahlreichen gemeinsamen Konferenzen, Workshops und internationalen Symposien haben das Forschungsgebiet auf einzigartige Weise geprägt“, sagt der Koordinator Professor Cameron Tropea von der Technischen Universität Darmstadt. Auch nach dem Ende der Förderung durch die DFG arbeiten die Gruppen weiter zusammen und entwickeln neue Projekte.

Die fachlichen Ergebnisse sind veröffentlicht in P. Walzel, C. Tropea (Hrsg.), Atomization and Spray Processes, Band 7 der Schriftenreihe Mechanische Verfahrenstechnik, Shaker Verlag, Aachen, 2004 (ISBN 3-8322-2570-6), sowie in den Proceedings der 16th Annual Conference on Liquid Atomization and Spray Systems (ILASS-Europe), 11.-13. Sept., 2000.

Nähere Informationen zu dem Programm erteilen der Koordinator des Programms, Professor Dr.-Ing. Cameron Tropea, Fachgebiet Strömungslehre und Aerodynamik, Petersenstraße 30, 64287 Darmstadt, Tel. 06151/16 4168, E-Mail: ctropea@sla.tu-darmstadt.de, oder Dr. Bernd Giernoth, Fachreferent für Chemie- und Verfahrenstechnik bei der DFG, Tel. 0228/885-2284, E-Mail: Bernd.Giernoth@dfg.de.