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.