Pulverfließeigenschaften - Lehrstuhl Mechanische Verfahrenstechnik

394
(Folie 6.14b), in dem Flüssigkeitsbrücken und gefüllte Zwischenräume neben-
einander vorliegen (S ≈ 0,25), bis alle Zwischenräume schließlich gefüllt sind
(Folie 6.14c).
Für die Bindung dieser Flüssigkeitsanteile ist der Kapillardruck maßgebend.
Dieser hängt vom Flüssigkeitssättigungsgrad S nach einem Kurvenverlauf ab,
wie er in Folie 6.15 schematisch dargestellt ist.
Der Kurvenverlauf bei Befeuchtung weicht von dem bei Entfeuchtung ab (Kapillardruck-Hysterese).
Dies ist einerseits durch wechselnde Porenquerschnitte,
die ein- oder ausströmende Flüssigkeitsmenisken vorfinden, und andererseits
durch die Randwinkel-Hysterese bedingt /3.102//3.137/.
Um die Kapillardrücke in verschiedenen Partikelschüttungen und damit deren
Flüssigkeitsbindevermögen vergleichen zu können, ist die Definition eines
mittleren oder charakteristischen Wertes zweckmäßig. Vorwiegend wird dazu
der Eintrittskapillardruck pK,E benutzt (Folie 6.15) /3.135/. Dafür ergab sich
für gut benetzbare Stoffe:
p
K,
E
MVT_e_6neu Mechanische Verfahrenstechnik - Partikeltechnologie Schüttgutspeicherung Prof. Dr. J. Tomas,
10.10.2012
1−ε
σlg
= k K ⋅ ⋅
mit kK = 1,9 ... 14,5. ( 6.100)
ε d
ST
Für kK werden bei Vorliegen einer engen Partikelgrößenverteilung Werte zwischen
6 und 8 genannt /3.135/ /3.136/, für breitere Partikelgrößenverteilungen
zwischen 1,9 und 14,5 /3.137/. In diesem Fall werden das Schüttgut bzw. die
Agglomerate durch den Kapillardruck pK zusammengehalten. Im Bereich hoher
Flüssigkeitssättigungsgrade S ist folglich die Zugfestigkeit σZ gegeben durch
/3.102//3.132/:
σ = S ⋅ p , ( 6.101)
Z
K
wobei der Kapillardruck durch die Abhängigkeit pK = f(S) (Folie 6.15) gegeben
ist und die Fälle Entfeuchtung und Befeuchtung entsprechend zu unterscheiden
sind. Für den Fall der Entfeuchtung liefert der Eintrittskapillardruck pK,E gemäß
Gl.( 6.100) einen Orientierungswert für die Zugfestigkeit.
Abgesehen von den im vorstehenden erörterten Flüssigkeitsbindungsarten kann
bei Vorliegen einer inneren Porosität innere Feuchtigkeit vorhanden sein, die
wegen der Feinheit dieser Porenstruktur sehr fest gebunden ist.
6.1.2.3 Bindung durch Flüssigkeiten hoher Viskosität
Sind die Poren eines Agglomerates vollständig oder teilweise mit einem hochviskosen
Bindemittel (z.B. Asphalt, Wachs, Leim) gefüllt, so wird die Bindung
einerseits von der Kohäsion im Bindemittel und andererseits von der Adhäsion
zwischen Bindemittel und Partikeln bestimmt. Wegen des innigen Kon-