Fließverhalten von Pulvern und Schüttgütern

Das Seminar beginnt mit einer Übersicht zu den das Fließverhaltene bestimmenden Mechanismen (Haftkräfte) und führt in die Beschreibung des Fließverhaltens auf der Grundlage der Kontinuumsmechanik ein. Damit steht eine physikalisch nachvollziehbare Betrachtungsweise zur Verfügung, Anschließend wird auf dieser Grundlage das Messen der Fließeigenschaften mit Schergeräten erläutert, das zu physikalisch definierten Messgrößen wie z.B. der Schüttgutfestigkeit, Wandreibung und der inneren Reibung führt.

Das erläuterte, in der ernsthaften Schüttguttechnik angewendete Verfahren des Schergerätes wird qualitativen Messverfahren (Böschungswinkel etc.) gegenübergestellt, von denen einige anhand ihrer Prinzipien erläutert werden. Anhand von Beispielen werden weitere Einflüsse auf das Verhalten von Schüttgütern erläutert.

Abschließend folgt eine kurze Einführung in das Fließen von Pulvern und Schüttgütern in Trichtern und Silos, wobei gezeigt wird, wie sich die Fließeigenschaften hier auswirken und wie diese für die Auslegung von Trichtern angewendet werden können.

Zum Thema

Ein Großteil jeglicher Erzeugnisse liegt entweder als Pulver oder Schüttgut vor oder beinhaltet Stoffe, die im Rahmen Ihrer Verarbeitung als Pulver oder Schüttgut vorlagen. Beispiele sind Lebensmittel, Farbpigmente, Nanopulver oder pharmazeutische Stoffe, aber auch Massengüter wie Zement, Kohle und Erz. Dazu werden Pulver auch in vielen neuen Anwendungen wie 3D-Druck oder Batterietechnik angewendet. Diese Pulver und Schüttgütern können trocken wie Asche oder auch feucht wie Filterkuchen, Lehm und Ton sein.

Die Fließeigenschaften dieser Pulver und Schüttgüter, die ihr Verhalten beschreiben, spielen eine wichtige Rolle. Zum einen werden die Fließeigenschaften zur Beurteilung und gegebenenfalls Optimierung des Fließverhaltens im Rahmen der Produktentwicklung benötigt, aber auch bei der Eingangskontrolle oder der Behandlung von Reklamationen. Zum anderen können Trichter, Silos, Transportbehälter etc. nur bei Kenntnis der Fließeigenschaften so gestaltet werden, dass Probleme wie z.B. Fließstörungen, Kernfluss oder Entmischung vermieden werden.