Je nach Anwendung und Umgebungs- bzw. Einsatzbedingungen sind unterschiedliche Flachstrahldüsen gefordert. Mit seinem breit gefächerten Portfolio an Flachstrahldüsen bietet Lechler für jede Aufgabe die optimale Düsenlösung. Für die Wahl der optimalen Flachstrahldüsen sind nachfolgende Kriterien hilfreich.
Die Aufprallkraft (der Impact) eines Flüssigkeitsstrahles auf einer Fläche spielt beispielsweise für eine zuverlässige Reinigung oder in der Oberflächentechnik generell eine wichtige Rolle. Der Impact berechnet sich als Quotient aus der Strahlkraft und der Aufprallfläche.
Berechnung des Impacts:
Die Aufprallfläche stellt den Bereich des Tropfeneinschlags dar. Dies ist der vom Flüssigkeitsstrahl beaufschlagte Bereich.
Düsen mit kleiner Aufprallfläche erzielen die höchsten Impactwerte. Zu diesen Düsen zählen z.B. Flachstrahldüsen mit kleinem Strahlwinkel sowie auch Vollstrahldüsen.
Aus einer Erhöhung des Anschlussdruckes resultiert eine Steigerung des Sprayimpacts. Eine Verdoppelung des Drucks bei gleichbleibendem Volumenstrom bewirkt eine Verdoppelung des Impacts.
Eine Vergrößerung des Volumenstroms durch Verwendung einer größeren Düse führt bei sonst gleichbleibenden Parametern (Strahlwinkel, Druck und Medium) zu einer Erhöhung des Impacts.
Für einen hohen Impact ist – neben der Strahlkraft und der Aufprallfläche – auch die Tropfengröße sehr wichtig. Große Tropfen mit hoher Geschwindigkeit sind für einen hohen Impact von Vorteil. Bei steigendem Druck erhöht sich auch die Tropfengeschwindigkeit, allerdings nimmt die Tropfengröße ab. Damit bringt eine Druckerhöhung über den empfohlenen Betriebsdruck nur im Nahbereich der Düse Impactvorteile. Mit steigendem Abstand verlieren die kleinen Tropfen schnell an Geschwindigkeit und damit wird auch der Impact kleiner.
Standardmäßig haben Lechler Flachstrahldüsen eine parabelförmige Flüssigkeitsverteilung. Sie sind universell einsetzbar und unempfindlich gegen Druckschwankungen. Die Leistungsdaten sind exakt definiert. Funktionswerte wie Volumenstrom, Strahlbreite, Strahltiefe und Flüssigkeitsverteilung sind mit den verschiedensten Betriebsdrücken verfügbar. Als Sonderformen sind auch Düsen mit rechteckförmiger oder trapezförmiger Flüssigkeitsverteilung erhältlich.
Mit Lechler Flachstrahldüsen wird eine geschlossene, gleichmäßig beaufschlagte Fläche erzielt. Voraussetzung ist, dass sich die Strahlbreiten (B) um ca. 1/3 bis 1/4 überlappen. Die Düsen sollten dabei um ca. 5 – 15° zur Rohrlängsachse ausgerichtet werden, um eine Störung der Strahlen zu vermeiden.
Um eine gleichmäßige Flächenbeaufschlagung zu erhalten, müssen die Düsen so angeordnet werden, dass sich die Strahlbreiten B um 1/3 bis 1/4 überlappen. Die Düsen sollten dabei um 15° zur Senkrechten der Rohrlängsachse geneigt werden (mit schräg angeschweißtem Nippel oder Lechler Kugelgelenk), um eine Störung der Strahlen zu vermeiden.
Das Sprühverhalten von Flachstrahldüsen wird durch mehrere Faktoren bestimmt:
Die Viskosität ist ein Maß für die Zähflüssigkeit eines Fluids. Je größer die Viskosität, desto dickflüssiger (weniger fließfähig) ist das Fluid. Je niedriger die Viskosität, desto dünnflüssiger (fließfähiger) ist das Fluid, kann also bei gleichen Bedingungen besser fließen.
Beispiele für Fluide mit unterschiedlichen Viskositäten:
Die Viskosität wird dynamisch (mPa·s oder Centipoise) oder kinematisch (m²/s oder 106 Centistokes) angegeben.
Enormen Einfluss auf die Viskosität hat die Temperatur. Sie ist daher keinesfalls zu vernachlässigen. Dieser Einfluss ist zu beobachten, wenn Olivenöl bei Raumtemperatur (80 mPa·s bei 20° C) in eine Pfanne gegeben und erhitzt wird. Mit zunehmender Temperatur wird das Olivenöl immer flüssiger (20 mPa·s bei 60° C; 10 mPa·s bei 80° C).
Das folgende Beispiel zeigt das sich verändernde Sprühverhalten einer Flachstrahldüse aus der Baureihe 652 bei gleichbleibendem Druck und zunehmender Viskosität.
Die Bilder zeigen anschaulich, wie der Strahlwinkel mit zunehmender Viskosität immer kleiner wird. Würde eine Düse mit einer anderen Leistungsgröße genommen, wäre zudem erkennbar, dass der Einfluss der Viskosität auch von der Leistungsgröße der Düse abhängt. Der Strahlwinkel bei kleineren Leistungsgrößen nimmt stärker ab.
Der Einsatz von Flachstrahldüsen bei viskosen Medien ist grundsätzlich nur bedingt empfehlenswert. Die folgenden Aussagen treffen primär auf Flachstrahldüsen zu, können aber auch teilweise auf andere Düsenarten übertragen werden: