Experimentelle Untersuchung der Kontaktlinienbewegung bei der heterogenen Keimbildung

Experimental investigation of contact line motion in heterogeneous nucleation

Bachelorthesis

Deine Aufgaben

Das Auftreten von hydrodynamischer Kavitation in technischen Systemen ist stark abhängig davon, wie viel Gase in der Flüssigkeit gelöst sind. Gelöstes Gas führt zum Anwachsen von mikroskopisch kleinen Lufteinschlüssen, den Porenkeimen, an rauhen Oberflächen durch diffusiven Stofftransport. Die so entstehenden Gasblasen fungieren als Schwachstellen in der Flüssigkeit und so als Auslöser für Kavitation.

Am FST untersuchen wir diese langzeitstabilen Porenkeime. Diese wachsen bis zu einer kritischen Größe und lösen dann in der aufgeprägten Scherströmung ab. Wir zeichnen Wachstums- und Ablösephase mittels Ultra-Hochgeschwindigkeitskamera mit bis zu 200 000 Bilder pro Sekunde auf. Dies entspricht einem Zeitschritt von 5 _s pro Aufnahme, sodass bspw. Vorgänge wie Blasenkoaleszenz zeitaufgelöst betrachtet werden können (siehe Abb. 1).

In vielen technischen Anwendungen spielen dynamische Be- und Entnetzungsvorgängen eine entscheidende Rolle, beispielsweise beim Drucken. Das Wandern der Dreiphasenkontaktlinie in der Ablösephase des Porenkeims ist ein solcher hochdynamischer Vorgang, welcher auch im Zeitbereich von Mikrosekunden stattfindet und Fokus dieser Arbeit ist. Der Keimbildungsprüfstand ist in erster Ausbaustufe bereits im Betrieb. Das optische Messsystem muss für das Aufnehmen der Kontaktlinie angepasst werden. Experimente sollen anhand eines Versuchsplans durchgeführt werden.

Unter anderem erwarten Dich folgende Aufgaben:

  • Einarbeitung in Grundlagen von Kavitation, Benetzung von Oberflächen und optischer Messtechnik
  • Umbau und Erweiterung des bestehenden Prüfstands und der LabVIEW Software anhand schon bestehender Konzepte
  • Erstellen eines Versuchsplans und Vermessungen mit der Ultra Highspeed Kamera
  • Auswertung, Dokumentation und Präsentation der Ergebnisse

Dein Mehrwert

  • enge Zusammenarbeit mit wissenschaftlichen Mitarbeitern
  • Mitwirken an einem Forschungsthema im Rahmen des Sonderforschungsbereichs 1194
  • Training von Softskills wie Präsentationstechniken, Eigenverantwortung, Teamfähigkeit, etc.

Bei Fragen stehe ich gerne telefonisch oder per E-Mail zur Verfügung. Wir entwickeln experimentelle Aufbauten immer zusammen, sodass keine besonderen Fertigkeiten im Prüfstandsbau erforderlich sind.