Untersuchungen zur - OPUS - Universität Würzburg

THEORIE UND STAND DER FORSCHUNG
Die Bestim mung des Schüttwinkels ist ei ne einfache und schnelle Methode um die
Fließeigenschaften von Pulvern zu charakterisieren. Das zu untersuchende Material wird
hierzu in einen zunächst verschlossenen Trichter eingefüllt. Nach Freigabe der Öffnung fließt
es auf eine ebene Unterlage aus, wobei ein Schüttkegel entsteht, dessen Steilheit von der
Kohäsivität des Materials abhängt.
Pulverkegel
d
Abb. 2.11: Auslauftrichter
Trichter
Der Schüttwinkel �S errechnet sich über die Höhe hs und den Durchmesser der Grundfläche d
nach folgender Gleichung:
hS
tan( �S) �
0,5 �d
h s
19
Gl. 2.27
Eine Einteilung des Fließverhaltens nach dem Schüttwinkel liefert Carr [ 36]. Der
Schüttwinkel ist jedoch keine intrinsische Eigens chaft des Materials, sondern hängt stark von
der verwendeten Methode zur He rstellung des Pulverkegels ab. Es existieren zahlreiche
Varianten der zuvor beschriebenen Methode, wie z.B. der Schüttwinkel nach A bfließen
(Auslaufwinkel) oder der dynam ische Schüttwinkel [ 32]. Das Ergebnis ist insbesondere bei
kohäsiven Schüttgütern schwer reproduzierbar, da es während der Versuchsdurchführung zu
Verdichtung des Materials komm en kann, und der Kegel häufig durch Aufprall des
herabfallenden Pulvers verform t wird. Zur Bestimmung des Kom pressibilitätsindex CI [ 36],
auch Carr-Index genannt, und des Hausner-Faktors HF [ 37] ermittelt man das Schüttvolumen
V0 und das endgültige Stam pfvolumen V f eines Pulvers, bei dem sich das Volum en des
Materials durch weite res Stampfen nicht m ehr verändert. Während gut fließende Schüttgüter
beim Stampfen nur eine geringe Volum enreduktion erfahren, ist d ie Differenz zwis chen V 0
und V f bei kohäsiven Materialien verhältnism äßig groß. E ine Einteilung zur Bewertung des
Fließverhaltens nach dem Kompressibilitätsindex bzw. Hausner-Faktor findet sich ebenfalls
bei Carr [36].