Zerstäubung von Metallschmelzen beim Sprühkompaktieren:
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Düsseldorf
VDI-Verl.
2006
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| Edition: | Als Ms. gedr. |
| Series: | Fortschritt-Berichte VDI
Reihe 3, Verfahrenstechnik ; 867 |
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| Item Description: | Zugl.: Bremen, Univ., Diss., 2006 |
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Inhalt
Formelzeichen VII
1 Einleitung 1
1.1 Sprühkompatieren von Metallen 4
1.2 Einordnung der Arbeit und Kenntnisstand 7
1.3 Motivation der Arbeit 9
2 Beschreibung der Versuchsanlagen 12
3 Einphasige Gasströmung 18
3.1 Beschreibung der Freifallzerstäuberdüse und des Versuchsaufbaus 19
3.2 Experimentelle Methoden 23
3.2.1 Differenzdruckmessung mit dem Prandtl-Rohr 23
3.2.2 Konstant-Temperatur-Anemometrie mit der Heißfilmsonde 24
3.2.3 Laser-Doppler-Anemometrie 26
3.3 Numerische Simulation 28
3.4 Ergebnisse 31
4 Zerstäubung von Metallschmelzen 41
4.1 Fluideigenschaften von Metallschmelzen 49
4.2 Dimensionslose Kennzahlen der Zerstäubung 53
4.3 Klassifikation und Stufen des Strahlzerfalls SS
4.4 Strahlinstabilität 60
4.4.1 Lineare Stabilitätsanalyse 60
4.4.2 Nichtlineare Stabilitätsanalyse 75
4.4.3 Experimentelle Untersuchung der Strahlinstabilität 78
4.5 Primärzerfall 92
4.5.1 Hochgeschwindigkeitsaufnahmen des Primärzerfalls 92
4.5.2 Modell zur Initialisierung der aus dem Primärzerfall resultierenden
Ligament- und Tropfenverteilung 96
4.6 Sekundärzerfall 100
4.6.1 Verformung und Schmelzetropfenzerfall 100
4.6.2 Analytische Zerfallsmodelle 112
4.6.3 Beschleunigung der Partikel 118
4.6.4 Abkühlung der Schmelzepartikel 120
4.6.5 Hochgeschwindigkeitsaufnahmen des Sekundärzerfalls 123
VI
4.7 Simulation des Strahlzerfalls 126
4.7.1 Programmbeschreibung 126
4.7.2 Ergebnisse 127
4.7.2.1 Variation des Zerstäubergasvordrucks 129
4.7.2.2 Variation der Schmelzeüberhitzung 137
4.7.2.3 Verteilung der Massenstromdichte 139
4.7.2.4 Validierung 140
S Zusammenfassung 142
Anhang - Fluideigenschaften 145
Literaturverzeichnis 147
|
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V
Inhalt
Formelzeichen VII
1 Einleitung 1
1.1 Sprühkompatieren von Metallen 4
1.2 Einordnung der Arbeit und Kenntnisstand 7
1.3 Motivation der Arbeit 9
2 Beschreibung der Versuchsanlagen 12
3 Einphasige Gasströmung 18
3.1 Beschreibung der Freifallzerstäuberdüse und des Versuchsaufbaus 19
3.2 Experimentelle Methoden 23
3.2.1 Differenzdruckmessung mit dem Prandtl-Rohr 23
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3.2.3 Laser-Doppler-Anemometrie 26
3.3 Numerische Simulation 28
3.4 Ergebnisse 31
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4.1 Fluideigenschaften von Metallschmelzen 49
4.2 Dimensionslose Kennzahlen der Zerstäubung 53
4.3 Klassifikation und Stufen des Strahlzerfalls SS
4.4 Strahlinstabilität 60
4.4.1 Lineare Stabilitätsanalyse 60
4.4.2 Nichtlineare Stabilitätsanalyse 75
4.4.3 Experimentelle Untersuchung der Strahlinstabilität 78
4.5 Primärzerfall 92
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4.5.2 Modell zur Initialisierung der aus dem Primärzerfall resultierenden
Ligament- und Tropfenverteilung 96
4.6 Sekundärzerfall 100
4.6.1 Verformung und Schmelzetropfenzerfall 100
4.6.2 Analytische Zerfallsmodelle 112
4.6.3 Beschleunigung der Partikel 118
4.6.4 Abkühlung der Schmelzepartikel 120
4.6.5 Hochgeschwindigkeitsaufnahmen des Sekundärzerfalls 123
VI
4.7 Simulation des Strahlzerfalls 126
4.7.1 Programmbeschreibung 126
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4.7.2.3 Verteilung der Massenstromdichte 139
4.7.2.4 Validierung 140
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