Pulverfließeigenschaften - Lehrstuhl Mechanische Verfahrenstechnik

achtete Ladungsdichte q = Q/AS ≡ σmax beträgt etwa 10 2 e/µm 2 (mit der Ele-
mentarladung e = 1,6⋅10 -19 As) /3.92//3.94/. Trotz des gegenüber den VAN-
DER-WAALS-Kräften geringeren Betrages wirken elektrostatische Kräfte bei
Isolatoren viel weit reichender als diese. Für vollkommene elektrische Isolato-
ren und unter Voraussetzung der Gleichverteilung der Ladungen lassen sich die
darauf zurückzuführenden Anziehungskräfte ebenfalls mit den in Folie 6.7 an-
gegebenen Formeln berechnen /3.94/. In den Modellgleichungen ist keine Ab-
standsabhängigkeit der elektrostatischen Kräfte von nicht leitenden Parti-
keln enthalten. Es kann also a >> d sein. Dies wird bei der elektrischen Staub-
abscheidung (siehe Elektrofilter MVT_e_4.doc Abschnitt 4.6.3.3) und bei der
Elektrosortierung von Mineralen und Abfällen (siehe Elektroscheider
AT_RC_33.doc und AT_RC_335.doc) verfahrenstechnisch ausgenutzt.
6.1.1.2.5 Vergleich der Adhäsionskräfte
In Folie 6.9a sind die Haftkräfte für das Modell glatte Kugel/glatte Platte bei
Berührung in Abhängigkeit vom Kugeldurchmesser miteinander verglichen. Es
ist auch das Kugelgewicht für ρs = 3000 kg/m 3 mit eingetragen, das unter den
getroffenen Modellannahmen für Partikeln d < 100 µm klein im Vergleich zu
den Haftkräften ist.
Sind die Partikeln in einer Flüssigkeit dispergiert, so werden die VAN-DER-
WAALS-Kräfte gegenüber den bisher erörterten Verhältnisse im Vakuum bzw.
in einer Gasatmosphäre wesentlich vermindert /3.97/ und zwar in Anwesenheit
von Wasser um den Faktor bis zu 1/100, mit oberflächenaktiven Substanzen
sogar bis zu 1/5000, ⇒ Anwendung seit Jahrtausenden bei nasser Reinigung
und „Wäschewaschen“.
Für die Adhäsionskräfte zwischen zwei Partikeln muss dann zusätzlich deren
Wechselwirkung mit den Flüssigkeitsmolekülen berücksichtigt werden. Dies
wird beim Teilchenmodell erfasst, indem man eine modifizierte HAMAKER-
Konstante CH,sls (solid-liquid-solid) einführt. Diese ergibt sich für zwei gleichartige
Partikeln mit einer flüssig-analogen Adsorptionsschicht dazwischen zu:
C = C + C − 2 ⋅ C . ( 6.18)
H,
sls
MVT_e_6neu Mechanische Verfahrenstechnik - Partikeltechnologie Schüttgutspeicherung Prof. Dr. J. Tomas,
10.10.2012
H,
svs
H,
lvl
H,
svl
CH,svs HAMAKER-Konstante der dispersen Phase mit „Vakuum“ dazwischen
CH,lvl HAMAKER-Konstante des Dispergiermittels im „Vakuum“
Unter der näherungsweise gültigen Voraussetzung, dass sich CH,svl als geometrisches
Mittel von CH,svs und CH,lvl berechnen lässt
C = C ⋅C
, folgt: ( 6.19)
H,
svl
H,
svs
H,
lvl
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