JetEdit
Ein Gasstrahl, Flüssigkeitsstrahl oder Hydrostrahl ist eine Düse, die Gas oder Flüssigkeit in einem kohärenten Strom in ein umgebendes Medium ausstößt. Gasdüsen sind häufig in Gasherden, Öfen oder Grills zu finden. Vor der Entwicklung des elektrischen Lichts wurden Gasdüsen häufig zur Beleuchtung verwendet. Andere Arten von Flüssigkeitsdüsen findet man in Vergasern, wo glatte, kalibrierte Öffnungen verwendet werden, um den Kraftstofffluss in einen Motor zu regulieren, sowie in Whirlpools oder Spas.
Eine weitere spezielle Düse ist die Laminardüse. Dabei handelt es sich um eine Wasserdüse, die Vorrichtungen zur Glättung des Drucks und der Strömung enthält und, wie der Name schon sagt, eine laminare Strömung erzeugt. Dies führt zu besseren Ergebnissen bei Springbrunnen.
Die Schaumdüse ist eine andere Art von Düse, bei der Schaum anstelle eines Gases oder einer Flüssigkeit verwendet wird.
Düsen, die für die Zufuhr von Heißwind in einen Hochofen oder eine Schmiede verwendet werden, nennt man Tuyeres.
Düsen werden auch in großen Räumen verwendet, in denen die Verteilung der Luft über Deckenluftauslässe nicht möglich oder nicht sinnvoll ist. Auslässe mit Strahldüsen werden als Strahldiffusor bezeichnet, wenn sie in den Seitenwandbereichen zur Luftverteilung angeordnet werden. Ändert sich der Temperaturunterschied zwischen der Zuluft und der Raumluft, wird der Zuluftstrom nach oben gelenkt, um warme Luft zuzuführen, oder nach unten, um kalte Luft zuzuführen.
Hochgeschwindigkeit
Häufig ist es das Ziel einer Düse, die kinetische Energie des strömenden Mediums auf Kosten seines Drucks und seiner inneren Energie zu erhöhen.
Düsen können als konvergent (sich von einem großen Durchmesser zu einem kleineren Durchmesser in Strömungsrichtung verengend) oder divergent (sich von einem kleineren zu einem größeren Durchmesser erweiternd) beschrieben werden. Eine de Laval-Düse hat einen konvergenten Abschnitt, auf den ein divergenter Abschnitt folgt, und wird oft als konvergent-divergente (CD) Düse („con-di nozzle“) bezeichnet.
Konvergente Düsen beschleunigen Unterschallflüssigkeiten. Wenn das Druckverhältnis der Düse hoch genug ist, erreicht die Strömung an der engsten Stelle (d.h. am Düsenhals) die Schallgeschwindigkeit. In diesem Fall spricht man von einer Drosselung der Düse.
Bei einer weiteren Erhöhung des Düsendruckverhältnisses wird die Machzahl im Düsenhals nicht über eins steigen. Stromabwärts (d. h. außerhalb der Düse) kann sich die Strömung frei auf Überschallgeschwindigkeiten ausdehnen; Mach 1 kann jedoch für ein heißes Gas eine sehr hohe Geschwindigkeit sein, da die Schallgeschwindigkeit mit der Quadratwurzel der absoluten Temperatur variiert. Diese Tatsache wird in der Raketentechnik ausgiebig genutzt, wo Hyperschallströmungen erforderlich sind und wo Treibstoffmischungen bewusst gewählt werden, um die Schallgeschwindigkeit weiter zu erhöhen.
Divergente Düsen verlangsamen Fluide, wenn die Strömung Unterschall ist, aber sie beschleunigen Schall- oder Überschallfluide.
Konvergent-divergente Düsen können daher Fluide, die sich im konvergenten Teil verengt haben, auf Überschallgeschwindigkeiten beschleunigen. Die Form des divergenten Abschnitts sorgt auch dafür, dass die Richtung der austretenden Gase direkt nach hinten gerichtet ist, da eine seitliche Komponente nicht zum Schub beitragen würde.
Vortriebsdüse
Ein Abgasstrahl erzeugt einen Netto-Schub aus der Energie, die bei der Verbrennung des Treibstoffs gewonnen und der angesaugten Luft hinzugefügt wird. Diese heiße Luft strömt durch eine Hochgeschwindigkeitsdüse, eine Treibdüse, die ihre kinetische Energie enorm erhöht.
Die Erhöhung der Auslassgeschwindigkeit erhöht den Schub bei einem gegebenen Massenstrom, aber die Anpassung der Auslassgeschwindigkeit an die Luftgeschwindigkeit bietet die beste Energieeffizienz. Aus Gründen des Impulses können Düsenflugzeuge jedoch ihre Geschwindigkeit nicht beibehalten, wenn sie ihre Abgasgeschwindigkeit überschreiten. Die Triebwerke von Überschallflugzeugen, wie die von Kampfflugzeugen und SST-Flugzeugen (z. B. Concorde), erreichen die für den Überschallflug erforderlichen hohen Abgasgeschwindigkeiten trotz Gewichts- und Kostennachteilen fast immer durch den Einsatz einer CD-Düse; umgekehrt werden bei Unterschalltriebwerken relativ niedrige Abgasgeschwindigkeiten erreicht und daher einfache Konvergenzdüsen oder sogar Bypassdüsen für noch niedrigere Geschwindigkeiten eingesetzt.
Raketenmotoren maximieren Schub und Abgasgeschwindigkeit durch den Einsatz von konvergent-divergenten Düsen mit sehr großen Flächenverhältnissen und daher extrem hohen Druckverhältnissen. Der Massenstrom ist besonders wichtig, da die gesamte Antriebsmasse mit dem Fahrzeug transportiert wird und sehr hohe Ausstoßgeschwindigkeiten erwünscht sind.
MagneticEdit
Magnetische Düsen wurden auch für einige Antriebsarten wie VASIMR vorgeschlagen, bei denen der Plasmastrom durch Magnetfelder statt durch Wände aus fester Materie gelenkt wird.
SprayEdit
Viele Düsen erzeugen einen sehr feinen Sprühnebel von Flüssigkeiten.
- Zerstäuberdüsen werden für Sprühlacke, Parfüms, Vergaser für Verbrennungsmotoren, zum Aufsprühen von Deodorants, Antitranspirantien und viele andere ähnliche Anwendungen verwendet.
- Zerstäuberdüsen verwenden eine Öffnung in der kegelförmigen Düse, um Luft in einen Strom von Schaum auf Wasserbasis (CAFS/AFFF/FFFP) einzublasen, damit das Konzentrat „aufschäumt“. Am häufigsten findet man sie bei Schaumlöschern und Schaumhandleitungen.
- Bei Dralldüsen wird die Flüssigkeit tangential eingespritzt, spiralförmig in die Mitte geleitet und tritt dann durch das zentrale Loch aus. Durch die Verwirbelung tritt der Sprühstrahl kegelförmig aus.
VakuumEdit
Staubsaugerdüsen gibt es in verschiedenen Formen. Staubsaugerdüsen werden in Staubsaugern verwendet.
FormgebungEdit
Einige Düsen sind so geformt, dass sie einen Strahl mit einer bestimmten Form erzeugen. Beim Strangpressen zum Beispiel werden Längen aus Metallen, Kunststoffen oder anderen Materialien mit einem bestimmten Querschnitt hergestellt. Diese Düse wird üblicherweise als Düse bezeichnet.