DA032 - Lehrstuhl Verbrennungskraftmaschinen und Flugantriebe ...

4. Strömungsmischvorgänge - 38 -
Für niedrig viskose Fluide gilt nach [36]:
D ≈ 1,
92 ⋅
Die Grenze zwischen dem Zertropfen und dem Zerwellen ist nach [40] definiert:
Zerwellen:
DS
Gl.4-40
4
1, 74 ⋅10
We =
Gl. 4-41
1/
2
Re
Durch eine weitere Erhöhung der Strömungsgeschwindigkeit bilden sich schraubenförmige
Wellen heraus, deren Schwingungsamplitude in Ausbreitungsrichtung ansteigt. Dies
resultiert im Zerreißen des Strahls an den Wellenbergen, was in der Folge verschieden
große Tropfen zur Folge hat.
Die Grenze zwischen Zerwellen und Zerstäuben ist definiert als:
Zerstäuben:
5
8, 32 ⋅10
We =
Gl.4-42
0,
48
Re
Eine noch höhere Strahlgeschwindigkeit führt zu einer turbulenten Strömung. Es kommt zu
einer Strahlzerteilung, welche durch kinetische Kräfte der inneren Turbulenz hervorgerufen
wird. Da diese Trägheitskräfte die Oberflächenspannungen überwiegen, kommt es zur
Bildung kleiner Tröpfchen direkt nach dem Austritt der Düse.
Aufgrund der Ausbildung von ausreichend kleinen Tropfen finden Zerwellen und Zerstäuben
in Gasturbinen eine technische Anwendung.
Abb. 13 Formen des Strahlzerfalls