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Entwicklung und Charakterisierung der Struktur gescherter kohäsiver Schüttgüter

Projektbearbeitung: Dr. rer. nat. Lutz Torbahn

Das mechanische Verhalten von Schüttgütern wird entscheidend von den Kontakteigenschaften der Einzelpartikel beeinflusst. Es ist insbesondere davon abhängig, ob es sich um schnell haftende Kontakte oder um langsam ansteigende Haftkräfte handelt. Die „Entwicklung und Charakterisierung der Struktur gescherter kohäsiver Schüttgüter“ wird daher in einem interdisziplinären Forschungsprojekt mit der Fakultät für Theoretische Physik der Universität Duisburg-Essen im Rahmen des SPP Piko untersucht. Hierbei beschäftigt sich das iPAT in erster Linie mit der experimentellen, und die Fakultät für Theoretische Physik mit der numerischen Herangehensweise an diese Aufgabenstellung.
Durch die Bestimmung der Kontakteigenschaften ausgewählter Modellsubstanzen und ihrer Korrelation mit den Charakteristika makroskopisch gescherter Proben wird der Einfluss dieser Kontakteigenschaften sowie Beanspruchungsvorgeschichte auf die Entstehung der Haufwerksstruktur untersucht. Um die dreidimensionale Struktur innerhalb der Proben erfassen zu können, werden die Schüttgüter in einem speziell hierfür entwickelten Mikro-Schertester (µST) beansprucht und mittels hochauflösender Röntgenmikrotomographie (XMT) abgebildet. Der Vergleich mit den numerischen Simulationen der Scher- und Verdichtungsprozesse soll helfen, die auftretenden mechanischen Mechanismen zu identifizieren und mit konstitutiven Stoffgesetzen zu beschreiben.

Druck
Abb.: Kohäsive SiO2 – Mikropartikel im µSt abgebildet mittels XMT und hochaufgelöster Ausschnitt mit segmentierten Partikeln.


AG – Mitarbeiter

Aktuelle Projekte

T-MAPPP – Simulation des Bruchs und Abriebs von Granulaten und Tabletten hier

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Abgeschlossene Projekte

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Entmischung von Schüttgütern in Haufen und Silos hier