Erzeugung, Charakterisierung, Abscheidung und Simulation der Aerosoldynamik von Kühlschmierstoffnebeln

Kühlschmierstoffnebel entstehen bei vielen Verfahren der Metallbearbeitung. Sie sind

gesundheitsgefährdend und erfordern einen hohen Energieaufwand bei der Abscheidung.

Daher wurden Forschungsarbeiten durchgeführt, wie die Schadstoffbelastung

effizient reduziert werden kann. Dazu wurde eine Anlage zur Erzeugung, Charakterisierung

und Abscheidung von Ölnebeln aufgebaut und kontinuierlich erweitert. Es

wurde ein mechanisch filternder Kühlschmierstoffabscheider untersucht, der industriell,

z.B. zur Reinigung der Abluft von Werkzeugmaschinen, eingesetzt wird. Als Versuchsstoffe

wurden hochraffinierte nichtwassermischbare Kühlschmierstoffe auf Mineralölbasis

verwendet. Ein neu entwickeltes hydrostatisches Flüssigkeitsdosiersystem

für einen Aerosolgenerator gewährleistet eine zeitlich konstante Zusammensetzung

des Ölnebels. Eine Abreicherung des Flüssigkeitsreservoirs an Leichtersiedern,

wie sie in herkömmlichen Aerosolgeneratoren auftritt, wird dadurch vermieden.

Es wurde das Simulationsprogramm AerSolve (Aerosol Solver) entwickelt und validiert,

mit dem das Aerosolverhalten bei Entstehung, Transport, Abscheidung, Probenahme

und Messung von Kühlschmierstoffnebeln berechnet werden kann. Das Aerosol

wurde als eindimensionale ideale Pfropfströmung ohne axiale Dispersion mit

einer idealen Gas- und Tropfenphase modelliert. Der Kühlschmierstoffnebel wurde

als polydisperses Mehrkomponentengemisch mit diskreten Tropfengrößenklassen

simuliert.