This dissertation describes investigations on liquid atomization, the main subject being the development of a novel method of atomization for the production of sprays with small droplet diameters at low flow rates. The working principle of this atomization method is based on the production of monodisperse droplet chains by controlled break-up of liquid jets. These primary droplets disintegrate into small secondary droplets by impinging onto a solid surface, forming a fine spray. Experiments on drop impact atomization revealed that this method of spray production provides the smallest droplet diameters, especially at low flow rates. Additionally, a few fundamental studies on multiphase flows are described. The existing theoretical knowledge on the first wind-induced break-up of liquid jets could be extended by considering the axisymmetric gas boundary layer flow around the jets. For non-continuous or pulsating operation of controlled jet break-up, a relationship between the mechanical vibration amplitude and the fluid mechanical initial disturbance amplitude of the jet surface was found.

Die vorliegende Dissertation setzt sich mit der Zerstäubung von Flüssigkeiten auseinander. Das Hauptaugenmerk liegt auf der Entwicklung eines zeitlich modulierenden Zerstäubungsverfahrens für die Erzeugung sehr feiner Sprays bei kleinen Durchsätzen der zerstäubten Flüssigkeit. Das entwickelte Verfahren basiert auf der Erzeugung monodisperser Tropfenketten durch den kontrollierten Zerfall von Flüssigkeitsstrahlen. Diese Primärtropfen zerspritzen durch den Aufprall auf einen Prallkörper in deutlich kleinere Sekundärtröpfchen und bilden dadurch ein sehr feines Spray. Experimente zur Tropfenprallzerstäubung zeigten, dass diese im Vergleich mit anderen Zerstäubungsmechanismen, insbesondere bei kleinen Durchsätzen, die kleinsten Tröpfchen liefert. Zusätzlich sind einige Grundlagenuntersuchungen auf dem Gebiet der Mehrphasenströmungen beschrieben. Es wurde die existierende Theorie für den ersten windinduzierten Zerfall von Flüssigkeitsstrahlen um die Berücksichtigung der axialsymmetrischen Grenzschicht in der Strahlumgebung erweitert. Für den pulsartig angeregten Strahlzerfall konnte ein Zusammenhang zwischen den mechanischen Schwingungsamplituden des Düsenhalters und der strömungsmechanischen Anfangsstörung des Strahlzerfalls hergestellt werden.