Partikelcharakterisierung für die Luftfahrtindustrie

In der Luft-und Raumfahrtindustrie gibt es zahlreiche Anwendungen der Partikelgrößenanalyse und Rheologie. Diese erstrecken sich von Sicherheitstests über die Triebwerkkonstruktion bis hin zu Antriebstests.

Untersuchungen der Vereisung von Flugzeugen

In letzter Zeit wurde die Vereisung von Flugzeugen in zahlreichen Studien gründlich erforscht. Das Verhalten des Eises auf den Tragflächen bei Temperaturen unter dem Gefrierpunkt muss im Rahmen der Flugzeugentwicklung untersucht werden. Die Leistung von Tragflächenenteisern kann mit dem Malvern Spraytec System zur Bestimmung der Tröpfchengröße ermittelt werden. Eisansätze, die sich auf der Tragfläche bilden, dürfen keinerlei Bewegung der vorhandenen Komponenten verursachen. Würde sich ein Querruder während des Fluges bewegen, hätte dies katastrophale Folgen. Das Spraytec kann an beiden Seiten des Windtunnels, in dem sich der Querschnitt einer Tragfläche befindet, oder in einer Hängevorrichtung unter dem Flugzeug montiert werden.

Aufgrund seines großen Arbeitsbereichs ist das Spraytec für diese Anwendung bestens geeignet. Mit dem Spraytec lassen sich die Auswirkungen, die Veränderungen von Feuchtigkeit und Temperatur auf die Größe der Eiskristalle haben, schnell beurteilen. Das Instrument besitzt darüber hinaus ein Luftspülsystem, wodurch das Beschlagen der Optik verhindert wird.

Malvern Rheometers werden routinemäßig eingesetzt, um zu simulieren, wie die Enteisungsflüssigkeit während Start und Landung fließt, wenn ständig wechselnde Bedingungen wie Scherung und Temperaturschwankungen großen Einfluss nehmen. Viele unserer Rheometer können die vorhersehbaren Scherbedingungen, die dazugeführt haben dass die Enteisungsmittel nicht funktionierten, direkt simulieren und ermöglichen es so, Materialien zu entwickeln, die den rauen Umgebungsbedingungen standhalten.

Düsentriebwerke

Die Größe der Tröpfchen in einem Kraftstoffnebel beeinflusst die Geschwindigkeit und Effizienz der Verbrennung, was sich direkt auf die Triebwerksleistung auswirkt.
Das Malvern Spraytec wird zu Untersuchungen von Kraftstoffeinspritzsystemen für Düsentriebwerke eingesetzt. Kraftstoffnebel sind extrem hochkonzentriert und sehr schnell. Herkömmliche Laserbeugungsmethoden sind zu langsam und führen zu fehlerhaften Verteilungsdaten, da der hochkonzentrierte Sprühnebel eine Mehrfachstreuung verursacht. Daraus würde im Ergebnis eine kleinere Partikelgröße resultieren als erwartet. Mit dem Spraytec können Messungen bei Geschwindigkeiten bis zu 2500 Hz vorgenommen werden und durch die Korrekturfunktion für Mehrfachstreuung wird eine genaue Messung sichergestellt.

Zusätzlich wird der Kraftstoff wenn er versprüht wird unheimlich hohen Scherraten ausgesetzt. Um die optimale Leistung zu erreichen, ist die gleichmäßige Verteilung ist von großer Bedeutung. Bohlin Rheometer hohen Scherraten zu simulieren und somit das Leistungsvermögen der Kraftstoffsprays vorherzusagen.

Metallpulver

Mit dem Malvern Mastersizer 2000 lässt sich die Partikelgrößenverteilung von Metallpulvern (wie sie z.B. für den Raketenantrieb genutzt werden) oder Legierungen (wie Titan in Flugzeugrumpfteilen oder Bronze für Filter aus Sintermetall in der Ölfilterextraktion) einfach bestimmen. Atomisierungsprozesse zur Metallpulverherstellung können mit dem Insitec Online-System von Malvern beobachtet werden. Die Größe von Metallpulverpartikeln im Nanometerbereich (z.B. das für den Antrieb der Space Shuttle genutzte Aluminiumpulver) kann mit dem Malvern Zetasizer Nano Serie bestimmt werden.

Mit Bohlin Rheometern können die rheologischen Eigenschaften bestimmt werden, wodurch zusätzlich Information gewonnen wird, wie gut die Partikel dispergiert sind, um stabile Grünkörper und Gussteile zu fertigen.