Experimentelle Untersuchung der Ölnebelabscheidung in Koaleszenzfiltern unter realistischen Betriebsbedingungen

Koaleszenzfilter werden zur Abscheidung von Öltröpfchen aus Gasströmen eingesetzt, beispielsweise in der Druckluftaufbereitung nach ölgeschmierten Kompressoren. Die Öltröpfchen werden dabei auf den Fasern des Filtermediums abgeschieden, koaleszieren zu größeren Flüssigkeitsstrukturen und werden über sich ausbildende Kanäle durch das Medium transportiert, bis sie an der Filterrückseite abfließen. Dieser Prozess wird durch eine Vielzahl von Parametern beeinflusst, darunter die Anströmgeschwindigkeit und die Betriebstemperatur.

In der Praxis werden Koaleszenzfilter bei Temperaturen von typischerweise 75 – 80 °C betrieben, wie sie am Kompressoraustritt vorherrschen. Gleichzeitig bietet der Betrieb bei reduzierten Anströmgeschwindigkeiten ein erhebliches Potenzial zur Senkung des Energieverbrauchs. Die meisten bisherigen Untersuchungen wurden jedoch unter Laborbedingungen bei Raumtemperatur und vergleichsweise hohen Anströmgeschwindigkeiten durchgeführt. Eigene Vorversuche bei erhöhter Temperatur zeigten ein verändertes Filterverhalten. So stimmte die Druckverlustkurve und die Ölverteilung im Filtermedium nicht mit den Vorhersagen bestehender Modelle überein. Diese Abweichungen deuten darauf hin, dass temperaturbedingte Änderungen der Fluideigenschaften wie Oberflächenspannung und Kapillardruck eine bislang nicht ausreichend verstandene Rolle spielen.

Im Rahmen dieser Abschlussarbeit sollen experimentelle Untersuchungen an Vollfiltern an einem bestehenden Prüfstand durchgeführt werden. Ziel ist es zu klären, wie sich Koaleszenzfilter bei erhöhten Temperaturen und niedrigen Anströmgeschwindigkeiten verhalten und die Mechanismen dahinter zu verstehen. Dafür werden die Filteranströmgeschwindigkeit und die Temperatur systematisch variiert. Als Zielgrößen werden der Differenzdruck, die Drainage, die lokale Sättigung der Filterlagen sowie der fraktionelle Abscheidegrad erfasst. Je nach Interesse besteht alternativ oder ergänzend die Möglichkeit, einen stärker konzeptionell-konstruktiven Schwerpunkt zu setzen. Konkret geht es um die Auslegung und den Aufbau einer optischen Beobachtungsmöglichkeit zur Untersuchung der Flüssigkeitsstrukturen im Filtermedium während des Betriebs. Der Umfang der Arbeit wird je nachdem, ob es sich um eine Bachelor- oder Masterarbeit handelt, angepasst.

Was ich Dir bieten kann:

• Regelmäßiger Kontakt und Betreuung, um einen erfolgreichen Ablauf der Abschlussarbeit sicherzustellen
• Unterstützung bei Problemen und Einarbeitung in die Versuchsanlage und Messtechnik
• Freiheit für eigene Ideen innerhalb der Abschlussarbeit
• Einblick in ein DFG-gefördertes Grundlagenforschungsprojekt

Deine Aufgaben umfassen:

• Erstellung und Nachverfolgung eines Projektplans für die Abschlussarbeit
• Durchführung von Filtrationsversuchen unter variablen Betriebsbedingungen an einem bestehenden Prüfstand und/oder konstruktive Mitarbeit am Ausbau der Versuchsanlage
• Auswertung der Versuchdaten und Einordnung der Ergebnisse in den Stand der Forschung

Was Du mitbringen solltest:

• Intresse am Themengebiet und Spaß an experimenteller und/oder konstruktiver Arbeit
• Selbstständiges und zielgerichtetes Arbeiten
• Studiengang: CIW/VT, BIW, MACH oder vergleichbar

Wenn Du Intresse an der Arbeit hast, freue ich mich über eine Mail mit ein paar Informationen über Dich. Gerne erzähle ich Dir dann in einem Gespräch mehr über das Thema und beantworte alle Deine Fragen!

Kontaktinformation:

Britta Jaumann, M.Sc.
E-Mail: britta.jaumann∂kit.edu
Tel.: +49 721 608-42416

Straße am Forum 8
Geb. 30.70, Raum 107
76131 Karlsruhe