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7.3 Innenströmung 85
Die Änderung des Volumens kann auf eine Längenänderung (Höhe der Phasengrenzfläche
im Löschmittelbehälter) zurückgeführt werden. Die Phasengrenzfläche
sinkt mit konstanter Geschwindigkeit u = u im Laufe des Versuchs ab,
somit ergibt sich:
Für die Volumenänderungsarbeit ergibt sich:
dV = A dl = A u dt . (7.2)
dW V = −A u p dt . (7.3)
In den BUL-Versuchen hat sich gezeigt, dass die Phasengrenzfläche mit konstanter
Geschwindigkeit absinkt. Dadurch kann die Volumenänderungsarbeit durch
Integration berechnet und auf den Volumenstrom und den zeitlichen Druckverlauf
zurückgeführt werden:
∫ 2
W V = −A u
1
p(t) dt = − ˙V
∫ 2
1
p(t) dt . (7.4)
Dabei bezeichnet der Zustand 1 den Beginn des Sprühvorgangs und der Zustand
2 dessen Ende. Der konstante mittlere Volumenstrom ˙V wird aus den Videodaten
bestimmt, der Druckverlauf p(t) ergibt sich aus den entsprechenden
Druckmessungen.
7.3 Innenströmung
Die Abläufe und Vorgänge der fluid- und thermodynamischen Wechselwirkung
des Treibgases mit dem Löschmittel im Löschmittelbehälter werden als Innenströmung
bezeichnet. Zentrale Fragestellungen zur Innenströmung sind: Was passiert,
wenn das Treibgas unter hohem Druck und hoher Temperatur expandiert
und auf das Löschmittel trifft? Bleiben die Phasen getrennt oder mischen sie
sich (und/oder entmischen sie sich später eventuell wieder)? Welche Parameter
beeinflussen den Volumenstrom durch die Düse?
In den folgenden Teilabschnitten werden die Phasenmischung und der Volumenstrom
des Wassers im Löschmittelbehälter detailliert betrachtet, um die oben
angeführten Fragen zur Innenströmung zu beantworten.