Es ist nun möglich, Koaleszenz mithilfe von GeoDict zu berechnen! Benutzer können nun das Zusammenfließen kleiner Tropfen im Maßstab des Filtermediums simulieren. Mit dieser neuen Funktion können Anwender eine Vielzahl neuer Anwendungen von Filtrationsprozessen wie Öl-/Wasserabscheidern, Tropfenabscheidern und Kondensatoren modellieren und simulieren.

In zahlreichen industriellen Anwendungen entstehen flüssige Aerosolpartikel, die giftig oder schädlich für den Menschen sein können und zudem die Effizienz industrieller Produkte und Geräte beeinträchtigen können. Darüber hinaus können ebenso natürliche Flüssigkeitstropfen wie z.B. Viren, die beim Ausatmen entstehen, Krankheiten wie Covid-19 übertragen.

Der Prozess der Tropfenabscheidung (Koaleszenz) ist ein entscheidender Prozess zur Trennung von zwei Phasen (Flüssigkeit/Flüssigkeit oder Flüssigkeit/Gas) und ist weitaus komplexer und weniger erforscht als die klassische Abscheidung von Feststoffaerosolen. Koaleszenz spielt auch eine bedeutende Rolle bei der Verbesserung der Filtrationseffizienz insbesondere von HVAC (Heating, Ventilation, and Air Conditioning) Systemen. HVAC-Systeme sind dafür verantwortlich, eine angenehme und gesunde Innenraumumgebung aufrechtzuerhalten, indem sie Temperatur, Luftfeuchtigkeit und Luftqualität regulieren.

Koaleszenz tritt auf, wenn sich kleine Tropfen in einer Flüssigkeit zu größeren Einheiten vereinigen. Diese Agglomerate wachsen, bis sie aufgrund Ihrer Größe durch die Schwerkraft an der Unterseite des Mediums abtropfen (Drainage) oder von der umgebenden Strömung abgerissen werden (Re-entrainment) und zu Boden fallen. Ist die Anströmgeschwindigkeit zu hoch sind die abgerissenen Tropfen oft sehr klein und können wieder in den Luftstrom eingetragen werden.

Um diesem Verhalten entgegen zu wirken ist es nun mit GeoDict möglich, Koaleszenzphänomene zu modellieren, simulieren und visualisieren, um den zeitlichen Anstieg des Druckabfalls bei unterschiedlichen Kontaktwinkeln zwischen Tropfen und Filtermedium vorherzusagen, sowie das Filtermedium selbst für stetig steigende Anforderungen in verschiedenen Anwendungsgebieten zu optimieren.

Darüber hinaus wurde in diversen Studien gezeigt, dass Fasern mit unterschiedlichen Mustern von z.B. oleophiler und oleophober Flächen die Drainageeigenschaften verbessern sowie den maximalen Differenzialdruck bei Sättigung signifikant senken können. GeoDict unterstützt hierbei auch die Fasergenerierung mit den oben genannten Eigenschaften.

Zusammenfassend ermöglicht GeoDict den Zugang zu einem umfassenderen Verständnis der Koaleszenzphänomene und ebnet den Weg für optimierte Filtrationsprozesse.

 

Video 2: Partikelablagerung Koaleszenz