Studienarbeit

Zusammenfassung

In einer weitgefaßten Literaturrecherche werden zunächst Aufsätze über die Tropfenerzeugung allgemein untersucht.

Der aussichtsreichste Weg besteht darin, einem Flüssigkeitsstrahl Druckschwingungen aufzuprägen, denn bei diesem ist bei richtiger Wahl aller Prozeßparameter wie Massenstrom, Druck und Anregungsfrequenz eine gleichmäßige, stabile Zerteilung des aus der Düse austretenden Strahls -vom Wasser bis zum hochzähen Fluid- möglich. Nach kurzer Flugstrecke formieren sich die entstandenen, etwas unförmigen Strahlabschnitte in gleichgroße, uniforme Tropfen.

Die Art der Anregung ist a priori nicht vorgeschrieben, folgt jedoch im wesentlichen praktischen Erfordernissen.

Für die Forderungen, die an den Tropfengenerator gestellt werden müssen, ergibt sich als Konsequenz aus der gewählten Bildungsform, daß für die gewünschten sehr kleinen Tropfen sehr hohe Frequenzen von 10 bis 90 kHz bei Anregungsamplituden von wenigen Mikrometern (µm) nötig werden.

Dies ist jedoch mit üblichen elektrodynamischen Schwingerzeugern nicht mehr zu erreichen.

Deshalb wird parallel dazu untersucht, ob gegebenenfalls elektromechanische Wandlersysteme existieren, oder realisierbar scheinen, die solches ermöglichen. Es werden mehrere denkbare Konzepte angesprochen und aufgrund der gegebenen Randbedingungen eine Auswahl getroffen.

Es wird Wert darauf gelegt, frühzeitig eine zielgerichtete Beschränkung der Wirkprinzipien vorzunehmen.

Da baldmöglichst ein funktionsfähiges Demonstrationsmodell aufgebaut werden soll, um den Nachweis der richtigen Wahl der Zerfallsform zu liefern, finden die Vorversuche unter vereinfachten Betriebsbedingungen statt. Gleichzeitig sollen damit einzelne kritische Komponenten und Verfahren erprobt werden, die zur Verwirklichung unter den angestrebten Betriebsbedingungen beitragen.

Es werden das elektrodynamische Tauchspulensystem wenn auch nur für relativ niedrige Frequenzen und das Wirkprinzip des vorgespannten piezoelektrischen Wandlers als die aussichtsreichsten ausgewählt.

Aufgrund der zur Verfügung stehenden, nur bedingt geeigneten Meß- und Regelgeräte erweist es sich als kaum möglich, mit dem realisierten Tauchspulenwandler experimentelle Kennfelder zu erstellen. Trotzdem ist aber ein qualitativer Nachweis der geforderten Eigenschaften möglich. Und das ist eindeutig gelungen.