Aufbau eines Versuchsstandes zur Untersuchung des Coanda-Effekts in der Blasfolienextrusion

Ziel deiner Arbeit wird es sein einen Versuchsstand aufzubauen, welcher eine erste praktische Untersuchung des Strömungsphänomens „Coanda-Effekt“ zulässt.

Schematische Darstellung des Coanda-Effekts bei Verwendung eines Doppellippenkühlrings | Bildquelle: SIDIROPOULOS, V.; VLACHOPOULOS, J.: The Effects of Dual-Orifice Air-Ring Design on Blown Film Cooling. Polymer Engineering and Science 40 (2000) 7, S. 1611-1618

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 2). 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 somit der Wärmeentzug und somit die Effizienz der Blasfolienanlage steigern.

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

Deine Aufgabe wird es sein in einem ersten Schritt einen experimentellen Versuchstand aufzubauen, um den Coanda-Effekt erstmals in praktischen Untersuchungen sichtbar machen zu können (z.B. Nebelmaschine). In einem zweiten Schritt wirst du den Einfluss verschiedener Lippengeometrien auf den Coanda-Effekt untersuchen.

Wenn Du Interesse an diesem spannenden Thema hast, melde Dich einfach bei mir.

Ansprechpartner
Lars Kraus, M.Sc.
Telefon: +49 241 80-28349
E-Mail: lars.kraus@ikv.rwth-aachen.de