Erzeugung, Charakterisierung, Abscheidung und Simulation der Aerosoldynamik von Kühlschmierstoffnebeln

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• Verlag: Cuvillier Verlag
• Jahr: 2022
• eBook-ISBN:
  9783736965591
• ISBN drucken:
  9783736975590
• Auflage: 1

Kühlschmierstoffnebel entstehen bei vielen Verfahren der Metallbearbeitung. Sie sind gesundheitsgefährdend und erfordern einen hohen Energieaufwand für die Abscheidung. Tropfenverdunstung kann sowohl die Messung als auch die Abscheidung von Kühlschmierstoffnebeln deutlich erschweren. Das kann zu erheblichen Fehleinschätzungen des Aerosolzustands, der Abscheidemechanismen und der Abscheideleistung untersuchter Geräte führen. In der vorliegenden Arbeit wurde eine Versuchsanlage zur Erzeugung, Charakterisierung und Abscheidung von Kühlschmierstoffnebeln aufgebaut. Ein neu entwickeltes hydrostatisches Dosiersystem für einen Aerosolgenerator gewährleistet eine konstante Zusammensetzung des Nebels. Eine neu entwickelte Absorptionsstufe wurde in den Kühlschmierstoffabscheider integriert. Mit dem neuen Simulationsprogramm AerSolve wurde das Aerosolverhalten in Rohrleitungen, Abscheidern, Probenahmesystemen und in der Absorptionsstufe berechnet. Auch der Wärme- und Stoffaustausch mit dem Absorptionsmittel oder abgeschiedenen Tropfen auf Filterfasern wurde berücksichtigt. Es wurde erstmals der Verdunstungseinfluss auf die Messung des Fraktionsabscheidegradverlaufs simuliert. Dadurch wird ein thermodynamisches Gesamtverständnis des Systems erreicht, mit dem eine optimale Strategie zur Vermeidung und zur Abscheidung von Kühlschmierstoffemissionen gefunden werden kann. Ein neues HTU-NTU-Konzept und ein neues Klassifikationssystem für Aerosole werden dargestellt.

Inhaltsverzeichnis

• Abstract
• Zusammenfassung
• 1 Einleitung
• 2 Hintergrund
• 3 Aufbau und experimentelle Ergebnisse der Versuchsanlagedes ITTK
• 3.1Beschreibung der Versuchsanlage des ITTK
• 3.2 Charakterisierung der Abscheideleistung von Kühlschmierstoffabscheidern
• 3.3 Absorptionsstufe
• 4 Modellierung und Simulation der Aerosoldynamik
• 4.1 Modellannahmen
• 4.2 Stationäre Bilanzierung
• 4.3 Dimensionslose Darstellung
• 4.4 Numerische Simulation mit AerSolve
• 4.5 Modellierung der Kühlschmierstoffzusammensetzung
• 4.6 Dampf-Flüssigkeits-Gleichgewicht von Kühlschmierstoffen
• 5 Simulation der Versuchsanlage des ITTK
• 5.1 Standardisierte Simulation
• 5.2 Simulation der Messungen an zwei Reingasmessstellen
• 5.3 Fazit zum Einflus der Tropfenverdunstung auf die Messungdes Fraktionsabscheidegradverlaufs
• 5.4 Simulation der Filtration ohne Absorptionsstufe
• 5.5 Simulation der Absorptionsstufe
• 6 Fazit zur Verdunstung
• 6.1 Phasenverhalten von Ölnebeln
• 6.2 Möglichkeiten zur Verringerung der Dampfemission
• 6.3 Klassifikation von Aerosolen in technischen Prozessen
• A Anhang
• A.1 Quervermischung des Ölnebels in der Versuchsanlage desITTK
• A.2 Probenahmeeffekte
• A.3 Mittelung des NTUG-Wertes
• A.4 Simulation des Ablaufs der Flüssigphase im Filter
• A.5 Simulation der Tropfendeposition bei instationärer Bilanzierung
• A.6 Berechnung der Stoffwerte
• A.7 Kühlschmierstoffzusammensetzung und Dampf-Flüssigkeits-Gleichgewicht
• A.8 Simulationsergebnisse der Versuchsanlage des ITTK
• Quellenverzeichnis
• Literaturverzeichnis