Anlageneffizienz einer Blasfolienextrusionsanlage gezielt steigern

Ziel deiner Arbeit wird es sein, den Coanda-Effekt erstmals in praktischen Untersuchungen an einer Blasfolienextrusionsanlage mit einer Nebelmaschine zu visualisieren.

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Schematische Darstellung des Coanda-Effekts bei Verwendung eines Doppellippenkühlrings | Bild: McMaster University, Hamilton, Ontario, Canada

Anwendungen von Kunststofffolien reichen von einfachen Tragetaschen, bis hin zu Abdeckplanen in der Landwirtschaft. Für die Herstellung von Blasfolien besitzt die Kühlung einen besonderen Stellenwert, weil sie maßgeblich den Ausstoß und damit die Effizienz der Blasfolienanlage bestimmt. Um die Anforderungen an eine effiziente Folienkühlung zu erfüllen, ist es wichtig die Strömungseffekte der Kühlluft zu beachten. Die beiden wichtigsten Effekte sind der Venturi- und der Coanda-Effekt.

Der Coanda-Effekt tritt auf, wenn eine Strömung sich in unmittelbarer Nähe zu einer Oberfläche befindet. Die Strömung „haftet“ dann an der Oberfläche und fließt zu einem gewissen Grad entlang der Oberfläche, selbst wenn diese nicht flach oder eben ist. Diese Anhaftung kann bei der Blasfolienextrusion je nach Kühlringeinstellung dazu führen, dass sich ein Totgebiet der Luftströmung an der Folienblase einstellt, wodurch die Folienblase an dieser Stelle nur noch zu einem geringen Teil konvektiv gekühlt wird (Bild 1). Durch ein gezieltes Öffnen des unteren Austrittspalts lässt sich der Volumenstrom des unteren Austrittspalts erhöhen, sodass die Hauptluftströmung aus dem oberen Austrittspalt an der Strömung des unteren Austrittspalts haftet, wodurch das gebildete Totgebiet aufgelöst werden kann. Durch ein gezieltes „Verhindern“ des Coanda-Effekts lässt sich der Wärmeentzug und somit die Effizienz der Blasfolienanlage steigern.

Bisher wurde der Coanda-Effekt lediglich simulativ untersucht, sodass die Einflüsse auf die Anlageneffizienz bisher unbekannt sind.

Deine Aufgabe wird es sein, den Coanda-Effekt erstmals in praktischen Untersuchungen mit einer Nebelmaschine zu visualisieren. Du wirst dabei den Einfluss verschiedener Düsenlippengeometrien auf den Coanda-Effekt untersuchen, um die Anlageneffizienz und somit die Wirtschaftlichkeit einer Blasfolienanlage gezielt zu steigern.

Wenn Du Interesse an diesem spannenden Thema hast, melde Dich einfach bei mir. Die Dauer der Arbeit ist auf max. 80 Stunden beschränkt.

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Lars Kraus, M.Sc.
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