Auf die Größe kommt es an.

Mikroskopische Untersuchung von Blasendispersionen.

Mit der Ölverschäumungsapparatur FOAM sind unsere Kunden in der Lage, variabel einstellbare Luftgehalte in ihrem Betriebsmedium anzureichern. Um das produzierte Schaumöl für Performanceuntersuchungen seinen Prüfkomponenten zuzuführen, sollte die Luft möglichst fein verteilt vorliegen. Dies erhöht die Haltbarkeit und somit die Transportabilität des Zwei-Phasen-Gemisches.

Über den exakten Luftvolumenanteil bei der Ölaufschäumung ist der Nutzer der Aeration Machine dank deren kontinuierlicher Inline-CG-Sensorik immer bestens informiert. Mit Hilfe eines digitalen Lichtmikroskops im Messstrang wollen wir nun zudem herausfinden, welche Gestalt die Lufteinschlüsse im Trägermedium – hier am Beispiel eines Getriebeöls – annehmen.

Grundsätzlich sind Schaumöle, oder genauer: Luft-in-Öl-Dispersionen, instabile Gemische. Die Gasphase ist aufgrund ihrer geringen Dichte Auftriebskräften im Trägermedium unterworfen und somit volatil. Je länger eine Dispersion unter freier Atmosphäre verweilt, desto weniger Luft wird sich noch im Öl finden lassen. Mit sinkender Ölviskosität, aber auch mit zunehmender Blasengröße, nimmt die Aufstiegsgeschwindigkeit einer Gasblase zu. Für eine höchstmögliche Haltbarkeit müssen die von der Flucon Oil Aeration Machine FOAM erzeugten Mixturen daher möglichst kleinblasig sein.

Ein Blick auf den Prüfaufbau.

Eine FOAM vom Typ XL-x wird mit ihren Hauptleitungen (DN25-Schläuche) an ein Ölbehältnis angeschlossen. Ferner wird ein Messstrang installiert, der neben der Messpumpe und dem CG-Sensor der FOAM ein Lichtmikroskop mit einer Planküvette beinhaltet. Nachdem das Zwei-Phasen-Gemisch den Injektionsschlauch der FOAM verlässt, vergrößern sich die zuvor komprimierten Gasblasen unter atmosphärischem Kontakt im offenen Tank, bevor sie von der Messpumpe angesaugt werden.

Durch die geringe Förderrate erfolgt die optische Analyse analog zur CG-Messung nahe Atmosphärendruck, damit die Durchmesser der kompressiblen Gasblasen korrekt bestimmt werden können.

Erste Ergebnisse.

Ein Blick ins Mikroskop zeigt, dass die vom Verschäumungsaggregat generierten Lufteinschlüsse äußerst gleichmäßig im Öl verteilt sind und dass alle Blasen eine ähnliche Größe besitzen.

Ihre Durchmesser betragen im Durchschnitt ca. 70 µm, bei einer geringen Varianz. Die Blasendurchmesser sind alle im Bereich von ca. 50 – 85 µm. Als mittleres Blasenvolumen ergeben sich 100 µm³.

Die Untersuchungen werden zunächst bei Raumtemperatur durchgeführt und dann bei 40°C, 80°C und 120°C wiederholt. Erstaunlicherweise zeigt sich bei der Größe und Größenverteilung im betrachteten Abschnitt kein signifikanter Einfluss der Ölviskosität. Obwohl die Luftabscheidung mit steigender Öltemperatur zunimmt, bleibt die durch die FOAM generierte Luftverteilung gleichmäßig und dank der permanenten Umwälzung durch die flucon-Apparatur bei geringen Standzeiten im Tank stabil und transportabel.

Hier lesen Sie den ersten Teil des Forschungsreports (englisch).