Erzeugung, Charakterisierung, Abscheidung und Simulation der Aerosoldynamik von Kühlschmierstoffnebeln

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Kühlschmierstoffnebel, die bei vielen Metallbearbeitungsverfahren entstehen, sind gesundheitsschädlich und erfordern einen hohen Energieaufwand zur Abscheidung. Die Verdunstung von Tropfen erschwert sowohl die Messung als auch die Abscheidung dieser Nebel, was zu Fehleinschätzungen des Aerosolzustands und der Abscheideleistung führen kann. In dieser Arbeit wurde eine Versuchsanlage zur Erzeugung, Charakterisierung und Abscheidung von Kühlschmierstoffnebeln entwickelt. Ein neuartiges hydrostatisches Dosiersystem für den Aerosolgenerator sorgt für eine konstante Nebelzusammensetzung. Zudem wurde eine neue Absorptionsstufe in den Kühlschmierstoffabscheider integriert. Mit dem Simulationsprogramm AerSolve wurde das Verhalten von Aerosolen in Rohrleitungen, Abscheidern und Probenahmesystemen berechnet, wobei auch der Wärme- und Stoffaustausch mit dem Absorptionsmittel berücksichtigt wurde. Erstmals wurde der Einfluss der Verdunstung auf die Messung des Fraktionsabscheidegradverlaufs simuliert, was zu einem umfassenden thermodynamischen Verständnis des Systems führt. Dieses Wissen ermöglicht die Entwicklung optimaler Strategien zur Vermeidung und Abscheidung von Kühlschmierstoffemissionen. Zudem werden ein neues HTU-NTU-Konzept und ein neues Klassifikationssystem für Aerosole vorgestellt.