Freie Tropfen-Partikel-Kollisionen in Luft

Dieses Projekt konzentriert sich darauf, zu verstehen, wie kleine Flüssigkeitstropfen und feste Partikel miteinander interagieren, wenn sie in Luft kollidieren. Solche Kollisionen sind in der Natur häufig; zum Beispiel können Regentropfen auf Insekten, Pollen oder Staub treffen. In der Industrie können Kollisionen zwischen Tropfen und Partikeln verwendet werden, um kleine Körner zu größeren Granulaten zu agglomerieren, die leichter zu handhaben sind. Umgekehrt müssen bei Prozessen wie der Sprühtrocknung, die typischerweise zur Herstellung von Milch- oder Kaffeepulver verwendet werden, solche Kollisionen vermieden werden, da sie die Qualität des Endprodukts verringern. Trotz ihrer Bedeutung ist nicht viel über diese Kollisionen bekannt. Experimentell ist es sehr schwierig, die Bahnen winziger Tropfen und Partikel gleichzeitig zu kontrollieren, um solche Kollisionen zu erzielen. Numerische Simulationen sind ebenfalls eine Herausforderung, da die Anforderungen an die Auflösung der Simulationen auch für moderne Computer sehr hoch sind. Unser Projekt wird eine neue experimentelle Methode verwenden, um kontrollierte Kollisionen zwischen Tropfen und Partikeln in Luft zu erzeugen. Partikel werden in der Luft produziert, indem gut kontrollierte Tropfen gehärtet werden; diese kollidieren dann mit verschiedenen, aber gut definierten Flüssigkeitstropfen. Mit dieser Methode wollen wir Daten sammeln, die uns helfen können, die Ergebnisse dieser Kollisionen vorherzusagen, die je nach Größe und Geschwindigkeit der Tropfen und Partikel variieren. Wir werden nicht nur trockene und harte Partikel untersuchen, sondern auch nasse und weiche, die eher den realen Bedingungen entsprechen. Diese Forschung wird ein Modell für Tropfen-Partikel-Kollisionen liefern, das nicht nur das wissenschaftliche Wissen erweitert, sondern auch praktische Vorteile für verschiedene Industrien bietet, indem Prozesse effizienter und effektiver gemacht werden. Zusätzlich werden wir wertvolle Informationen über die Effizienz von Regen zur Reinigung der Luft gewinnen.