Institute of Mechanical Process Engineering and Mechanics

Kalibrierung und erste Messungen mit der Laserschnitt-Messtechnik

Bei Tiefenfiltern findet die Partikelabscheidung in der porösen Filterstruktur des Filterkörpers statt. Dabei akkumuliert sich über die Fitrationsdauer immer mehr Material im Inneren des Filters, das zu einer Erhöhung des Druckverlustes und des Abscheidegrades führt. Die Auslegung von Tiefenfiltern beruht auf Erkenntnissen grundlegender Abscheide- und Haftvorgänge an Einzelfasern.

Tiefenfilter bestehen häufig aus starren Fasern. Die Filter werden bei Filtergeschwindigkeiten von unter 1 m/s betrieben, da es bei höheren Geschwindigkeiten zunächst zu Abprallen und dann zum Ablösen von Partikeln und Partikelagglomeraten kommt. Aufgrund umfangreicher Forschungsarbeiten ist über das Ablösen und Anhaften von Partikelstrukturen an starren Einzelfasern eine große Expertise vorhanden. Zu nennen sind hierbei die Arbeiten von Löffler, Schweers, Müller und Schollmeier. Jedoch gibt es derzeit kaum Wissen über das Verhalten von Partikelstrukturen auf einer elastischen Faser während der Anströmung und Dehnung.

Erste einfache Vorversuche haben gezeigt, dass es bei Dehnung einer Filterfaser unter Anströmung mit geringen Geschwindigkeiten (u << 1 m/s) zu Ablösung von Partikelstrukturen kommen kann. Für tiefergehende Untersuchungen ist eine neue Anlage konstruiert worden, mit der Ablösevorgänge an elastischen Einzelfasern charakterisiert werden sollen. Da das Beladen der Faser jedoch mit Partikeln im Bereich 4- 20 µm stattfindet, die abgelösten Agglomerate aber im Größenbereich von 100 – 600 µm (nach Vorversuchen) liegen, sind zwei unterschiedliche Partikelmesstechniken zu verwenden.

Für die Erfassung von Einzelpartikeln wird das Prinzip der optischen Partikelzählung verwendet. Für die Analyse der sich ablösenden Agglomerate und Partikelstrukturen während des Dehnvorgangs soll eine Laserschnitt-Messtechnik (nach Wurster et al. 2015) verwendet werden. Diese Laserschnitt-Messtechnik wurde für den hier vorliegenden Fall angepasst. Im folgenden Arbeitsabschnitt soll die Laserschnitt-Messtechnik kalibriert und erste Messungen mit Partikelmaterial durchgeführt werden.

Die groben Arbeitsschritte sind wie folgt unterteilt und können nach Absprache und Fortschritt des Projekts angepasst werden:

  • Einarbeitung in die Thematik
  • Erstellung eines Arbeitsplans
  • Literaturrecherche
  • Validieren von Messtechnik und Messsoftware
  • Weiterentwicklung des Messprotokolls und der Messroutine
  • erste Messungen zur Größe von Partikelstrukturen bei verschiedenen Anströmgeschwindigkeiten

Was du für die Arbeit mitbringen solltest:

  • Interesse am Themengebiet und Spaß an theoretischer sowie praktischer Arbeit mit Messtechnik
  • ggf. Vorkenntnisse in MATLAB oder LabView (Einarbeitung kann aber auch zu Beginn der Arbeit erfolgen)
  • Hohes Maß an Selbstständigkeit
  • Zielorientiertes Arbeiten und Flexibilität
  • Kommunikationsfähigkeit

Wenn du Fragen zum Thema oder Interesse an der Arbeit hast, kannst du mir gerne eine Mail schreiben und/oder zu einem Termin vorbeischauen.