Aufladung beim Versprühen von Flüssigkeiten – Voruntersuchungen zur Bestimmung relevanter Parameter
Im Rahmen dieses Forschungsberichtes wurden Voruntersuchungen durchgeführt, um die Datenbasis zu verbreitern, auf der elektrostatische Aufladungen beim Versprühen beurteilt werden können. Hierzu wurde eine 1 m³ große Apparatur entwickelt, in der die Sprühversuche mit einem professionellen Hochdruckreinigungsgerät durchgeführt wurden. Es wurde ein geeigneter Messkopf erprobt, mit dem sich die elektrische Feldstärke im Behälter auch bei starker Beaufschlagung durch Sprühnebel messen lässt. Ebenfalls wurde eine Messmethode entwickelt, mit der sich die Aufladung an der Behälterwand, bzw. der Aufladestrom messen lässt. Die gemessenen Werte korrelieren gut mit Literaturwerten, so dass sich diese Messverfahren als geeignet erwiesen haben.
Es konnte gezeigt werden, dass die Leitfähigkeit der Flüssigkeit gegenüber anderen Parameter den größten Einfluss auf die Aufladungshöhe hat. Mit zunehmendem Sprühdruck steigt die Aufladungshöhe nahezu linear an. Durch die Düsengeometrie wird die räumliche Aufweitung des Strahls und somit die Feldstärke im Behälter beeinflusst.
Durch den Einbau von Prallplatten in den Behälter konnte gezeigt werden, dass dadurch die Feldstärke im Inneren des Behälters bei Einbauten ebenfalls ansteigt. Das Material der Platte, vorausgesetzt, sie besteht nicht aus einem geerdeten leitenden oder ableitfähigem Material, scheint die Aufladungshöhe der Sprühwolke nicht zu beeinflussen. Da alle gemessenen Feldstärken im geerdeten Behälter weit unterhalb der Durchbruchfeldstärke der Luft von 3 MV/m liegen, sind in der betrieblichen Praxis beim Versprühen unter den gegebenen Bedingungen keine zündfähigen Entladungen zu erwarten. Diese Voruntersuchungen haben gezeigt, dass belastbare Aussagen zur Aufladungshöhe beim Versprühen getroffen werden können. Daher bietet es sich an, dass in nachfolgenden Untersuchungen mit der erprobten Messtechnik auch Sprühversuche mit größeren Behältern durchgeführt werden. So können belastbare Aussagen zu Grenzwerten für zulässige Aufladungsprozesse beim Versprühen von Flüssigkeiten erhalten werden, die auf die Verhältnisse bei ausgewählten industriellen Anwendungen übertragbar sind. Wären der Auflademechanismus und die Tröpfchenverteilung auch in größeren Behältern bekannt, könnte ggf. die Aufladungshöhe für Behälter unterschiedlicher Geometrien mittels Simulationsrechnungen vorhergesagt werden.
Den vollständigen Bericht finden Sie hier:
