Tropfengrößen Verteilung und Klassifizierung - warum ist das wichtig?

Nachdem wir uns in den vorherigen Blogartikeln schon sehr ausführlich mit der Düsenauswahl beschäftigt haben, bleibt nun noch die Frage zu klären, woher weiß ich eigentlich, was ein grober Tropfen und was ein feiner Tropfen ist? Wie kann ich das auseinanderhalten und ist es auch vergleichbar untereinander? Auf diese Fragen wollen wir im heuten Beitrag eine Antwort finden.

Darum geht es in diesem Beitrag!

Tropfen Entstehung

Theoretisch betrachtet ist ein Tropfen ein Produkt der Zerstäubung. Tritt Flüssigkeit durch die Düse aus entsteht zuerst ein großes Band an Flüssigkeit, dass sich dann weiter in einzelne kleinere, voneinander abgeschnürte Bänder unterteilt. Die Bänder zerfallen dann weiter, bis man am Ende vollständige Tropfen erhält. Auf der Abbildung ist dieser Prozess dargestellt. Es lässt sich auch gut erkennen, dass durch diesen Zerstäubungsprozess nicht alle Tropfen die gleiche Größe aufweisen. Der Ausstoß einer Düse ist immer eine Anhäufung von vielen unterschiedlichen Tropfengrößen. Das macht es notwendig diese zu klassifizieren.

Tropfengrößen Verteilung und wie kann ich diese messen?

Das Auftreten der unterschiedlichen Tropfengrößen, die in µm angegeben sind, wird auch als Tropfengrößen Verteilung beschrieben. Um diese Verteilung zu bestimmen, muss man sich recht aufwendiger Messmethodik bedienen. Dazu zählen bspw. bildgebende Messverfahren, in erster Linie Messungen mit Lasern. Dabei werden die einzelnen Tropfen erkennbar gemacht und auch vermessen. Die ermittelten Durchmesser der einzelnen Tropfen werden dann durch ein statistisches Maß angegeben und eingeordnet. Klingt kompliziert, ist aber auf eine relativ einfache Ebene herunterzubrechen. Entscheidend ist dabei der sogenannte Mittlere Volumetrische Durchmesser, kurz MVD (oder auch aus dem englischen VMD). Dieser gibt an, dass 50 % der Tropfen größer als dieser Wert sind und 50 % der Tropfen kleiner. Es ist sozusagen die Mitte der Tropfengrößen, die die Düse ausstößt. Wichtig dabei ist, dass die Bezugsgröße für den VMD nicht die tatsächliche Anzahl an Tropfen ist, sondern deren Volumen. Es liegen also 50 % der Tropfenvolumen oberhalb des VMD und 50 % unterhalb. Es erfolgt eine Teilung des ausgebrachten Volumens in zwei gleich große Anteile.

Tropfengrößen Klassifizierung nach ISO

Seit einigen Jahren findet die ISO 25358 Anwendung bei der Klassifizierung der Tropfengrößen. Man unterscheidet darin in acht unterschiedliche Tropfengrößen Klassen. Die einzelnen Klassen haben eine feste Benennung und auch eine zugeordnete Farbe. Unterschieden wird anhand eines Schwellenwertes, dem VMD. Zu Einordnung: Extrem Feine Tropfen haben einen VMD, der < 60 µm ist. Feine Tropfen bewegen sich im Bereich 145 µm – 225 µm, Grobe Tropfen bei 326 µm – 400 µm und Ultra Grobe Tropfen im Bereich > 650 µm. Da in der Regel alle auf dem Markt befindlichen Düsen sich an dieser ISO Norm orientieren, ist es ein leichtes für den Anwender unterschiedliche Düsen miteinander zu vergleichen.

Auch der Vergleich einer Düse in unterschiedlichen Druckbereichen ist mit der Klassifizierung der Tropfengröße einfach. Wenn wir erneut in die Tabelle einer Düse schauen, z.B. der TeeJet AITTJ60 Düse (Doppelflachstrahl, mit Injektor), dann sehen wir, wie sich der Tropfengrößenbereich verändert, wenn man von 1,5 bar auf 3 bar erhöht und wiederum auf 4 bar. So kann auch hier relativ einfach die Düse verglichen werden und ebenso der für die Applikation erforderliche, optimale Betriebspunkt angesteuert werden.

Einordnung der Tropfengrößen mit Alltagsgegenständen

Um sich vorstellen und einordnen zu können, wie groß die erwähnten Tropfengrößen sind, gibt die nebenstehende Grafik interessante Beispiele.

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