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7.4 Außenströmung 94
der Sprühkegelwinkel, anschließend bleibt er, trotz einer deutlichen Abnahme des
Behälterinnendrucks, während eines Versuchs nahezu konstant.
Abbildung 7.7: Zeitlicher Verlauf von Druck und Sprühwinkel
Betrachtet man aber die mittleren Sprühkegelwinkel für verschiedene Versuche,
so zeigt sich eine deutliche lineare Abnahme des mittleren Sprühkegelwinkels für
eine zunehmende Volumenänderungsarbeit. Der mittlere Sprühkegelwinkel ϕ ist
in Abb. 7.8 für Heiß- und Kaltgasversuche in Abhängigkeit der Volumenänderungsarbeit
dargestellt.
Generell nehmen die mittleren Sprühkegelwinkel für zunehmende Volumenänderungsarbeiten
ab, d.h. das Spray verengt sich. Dafür können das Entrainment und
die Tröpfchengrößenverteilung verantwortlich gemacht werden.
Das Spray induziert durch den Ausströmvorgang eine Luftströmung, das Entrainment
[Rot04]. Das umgebende Gas wird durch das Spray mitgerissen, im
Hohlkegel entsteht ein Unterdruckgebiet. Nach [Rot01] bilden sich ein innerer
und ein stärkerer äußerer (toroidaler) Luftwirbel aus. Diese Luftwirbel sorgen für
eine verbesserte Verdunstung des Sprays und verringern den Sprühkegelwinkel. In
[Rot01] wurde die Auswirkung des Sprays auf die Umgebung und die induzierte
Luftströmung mithilfe der Zweiphasen-PIV-Methode untersucht, ein Beispiel der