Numerische Untersuchung des Zerfalls des Lackmaterials durch einen Hochgeschwindigkeitsluftstrahl in Spritzlackierprozessen

In Spritzlackierprozessen werden häufig pneumatische und HVLP-Zerstäuber verwendet. Dabei wird das Lackmaterial durch einen koaxialen Hochgeschwindigkeitsluftstrahl, der als Zerstäuberluft bezeichnet wird, zerstäubt. Üblicherweise wird beim Gasaustritt an der Düse die kritische Schallgeschwindigkeit erreicht. Neben der Zerstäuberluft wird gleichzeitig noch die sogenannte Hornluft verwendet, mit der die Breite des Spritzstrahls verändert und somit das gewünschte Sprühbild erzielt werden kann. Der Primärzerfall des Lackmaterials durch einen solchen Zerstäuber wurde unter Verwendung der VOF-Methode (engl. volume of fluid) numerisch untersucht. Die Regime des Zerfalls des Flüssigkeitsstrahls sind abhängig von vielen Parametern, z. B. der Reynolds-Zahl, der Weber-Zahl, dem Durchmesser des Flüssigkeitsstrahls oder dem Verhältnis der Massenströme von Gasstrom und Flüssigkeitsstrahl. Parameterstudien wurden durchgeführt, um den Einfluss solcher Kenngrößen auf den Zerfall des Flüssigkeitsstrahls besser zu verstehen. Modelle zur Vorhersage der Länge des nicht zerfallenen Flüssigkeitsstrahls in der Nähe des Zerstäubers und des Sauter-Durchmessers der Tropfen im weit vom Zerstäuber entfernten Bereich werden diskutiert und die daraus abgeleiteten Ergebnisse mit den gemessenen Tropfengrößen verglichen.