urn:nbn:de:hbz:468-20120706-102427-5 - Bergische Universität ...

• Bestimmung Luftdurchsatz
Der Luftdurchsatz ist eine wesentliche Kenngröße in einem Schaumerzeuger. Ausgehend von
Volumenstrom und der jeweiligen Querschnittsfläche kann damit die
Strömungsgeschwindigkeit im gesamten System ermittelt werden. Der Luftanteil ist im
Schaum der volumenbestimmende Faktor und macht beispielsweise bei Mittelschaum, je nach
Verschäumungszahl, 95 bis 99,5 % des Gesamtvolumens aus. Bei dem druckluftunterstützten
Beschäumungsgerät, das für die Versuche entwickelt und eingesetzt wurde, besteht die
Möglichkeit, Einfluss auf den Volumenstrom zu nehmen. Dies kann durch Veränderung des
Luftdrucks am vorgeschalteten Druckminderer oder durch Veränderung des Querschnitts der
Luftzuleitungen (Nadelventil, Kugelhahn bzw. Einbauten mit unterschiedlichen
Querschnitten) geschehen.
Die Gegenüberstellung von Luftdurchsatz und erreichter Verschäumungszahl zeigt an, wie
effizient das Gerät arbeitet und wie gut die Bauteile aufeinander abgestimmt sind. Der
Luftvolumenstrom des Schaumerzeugers wurde analog, wie bereits beim Basisgerät (siehe
Abschnitt 5.1.2), mit einem Durchflussmessgerät der Fa. Krohne (Messbereich von 30 bis
300 m³/h) ermittelt. Dazu wurde der Druck in kleinen Schritten von 1 bis 6 bar erhöht und der
zugehörige Durchfluss dokumentiert. Der ermittelte Volumenstrom zeigt, wie in Abschnitt
5.1.5 dargestellt, ein nahezu lineares Verhalten und ist im Diagramm (Abbildung 5-31)
ersichtlich.
• Bestimmung Wasserdurchsatz und Sprühbild
Zwei weitere Kenngrößen für die Leistungsfähigkeit bzw. Effektivität des Schaumerzeugers
sind Wasserdurchsatz und -verteilung auf dem Schaumsieb. Die Flüssigkeit hat zwar den
kleineren Volumenanteil, bestimmt aber das Gewicht des Schaumes. Wenn bei gleichem
Luftanteil die Flüssigkeitsmenge verdoppelt wird, verringert sich die Verschäumungszahl
entsprechend um die Hälfte. Eine schlecht arbeitende bzw. ungenau positionierte Düse
verursacht wiederum eine ungleichmäßige Benetzung des Siebes und hat damit großen
Einfluss auf eine gleichmäßige Schaumerzeugung und die Leistungsfähigkeit des
entsprechenden Gerätes.
Die Ermittlung des Wasserdurchflusses erfolgte mittels kalibriertem Wasserzähler und
Stoppuhr. Wie auch beim Luftdurchsatz verändert sich der Wasservolumenstrom mit einer
Druckänderung. Durch den Arbeitsbereich des Zumischers (Druckverlust und
Gegendruckempfindlichkeit) werden der minimale und maximale Druck vorgegeben. Bei der
Abstimmung der verwendeten Komponenten und durch die Vorversuche unter
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