Gaskavitation in kohlenwasserstoffhaltigen Flüssigkeiten: Einfluss von ruhendem, strömendem und hydrodynamisch kavitierendem Zustand

Viele Hydraulik- und Kraftstoffeinspritzsysteme verwenden
kohlenwasserstoffhaltige Flüssigkeiten, die in Abhängigkeit
von Druck und Temperatur Gase intermolekular lösen. Diese
Systeme müssen ihre Funktion bei einer großen Bandbreite
an Betriebsbedingungen erfüllen, wodurch die Flüssigkeiten
häufig mit Gas übersättigt sind. Infolgedessen können große
Mengen ungelöster Luft durch Gaskavitation in kurzen
Zeiträumen auftreten und die Systemeigenschaften erheblich
beeinflussen.
Diese Dissertation befasst sich mit der Entwicklung und
Anwendung experimenteller Methoden um einerseits
Eingangsgrößen für die Modellierung der Gaskavitation
zu ermitteln und um andererseits den Stoffübergang
gelöster Gase bei technisch relevanten Bedingungen
zu bestimmen. Stoffdaten mit großem Einfluss, wie
der Gasgehalt oder die Größe von Gasblasen, wurden
für ausgewählte Alkane, ein Hydrauliköl und für Diesel-
Kraftstoffe ermittelt. Das Auftreten der Gaskavitation wurde
in Drosselströmungen und stromabwärts in dessen Nachlauf
akustisch und optisch untersucht. Hierbei wurden auch die
Kavitationswahrscheinlichkeiten und die Menge ungelöster
Gase über hochauflösende Durchlichtverfahren erfasst.
Die vorgestellten Experimente verdeutlichen die signifikanten
Einflussgrößen auf den Stoffübergang gelöster Gase bei
technisch relevanten Bedingungen. Sie bilden die Grundlage
für ein Gaskavitations-Modell, welches das Auftreten großer
Mengen ungelöster Luft in Sekundenbruchteilen erklärt.