Pulverfließeigenschaften - Lehrstuhl Mechanische Verfahrenstechnik

396
σDs Druckfestigkeit des kristallisierenden Feststoffes (= 30 MPa für
Sylvinit)
cS = msl/mw Sättigungslöslichkeit (= 0,341 bei 20°C für Sylvinit)
msl Masse gelöster Stoff
mw Masse Wasser
XW0 Anfangsfeuchte
XWE End- bzw. Gleichgewichtsfeuchte
t Lagerzeit
t63 Stofftransportwiderstand des Wassers im Schüttgut
Der Zeitparameter t63 erfasst die Kinetik des Mikro-Kristallisationsprozesses,
d.h., nach t = t63 sind [ 1 − exp( −1)
] = 0,
632 oder t = 3⋅t63 [ 1 − exp( −3)
] = 0,
95 .
63% bzw. 95% der Endfestigkeit erreicht. Er lässt sich auch theoretisch im ruhenden
Schüttgut für den diffusionsgesteuerten Stofftransport bei Reihenschaltung
der beiden beteiligten Phasen (der Flüssigphase: Index W = Wasser und
Dampfphase: Index D) als Summe der Widerstände abschätzen:
t = t + t . ( 6.104)
63
MVT_e_6neu Mechanische Verfahrenstechnik - Partikeltechnologie Schüttgutspeicherung Prof. Dr. J. Tomas,
10.10.2012
63D
63W
Der Index 0 bedeutet den Bezug auf den Normalzustand bei T = T0 = 273 K.
t
63
2
1−
ε k ϕ ⋅ ρs
⋅ sD
⋅ RT0
⎛ T0
⎞
= ⋅
⋅ ⎜ ⎟
ε M ⋅ p ⋅ D ⎝ T ⎠
W
DS,
0
D,
0
16,
6
+
β
W,
0
⎛ X ⎞ T
1,
94 ⋅ exp ⎜
⎜k
T ⋅
X ⎟
⎝ Tm ⎠
ρs
⋅ ( 1+
cS
) ⋅ X
⋅ AS,
m ⋅
ε ⋅ ρ
l,
0
W
⎛ T0
⎞
⋅ ⎜ ⎟
⎝ T ⎠
6,
85+
nl
( 6.105)
AS,m spezifische Oberfläche
DD,0≈2,12⋅10 -5 m 2 /s Diffusionskoeffizient von Wasserdampf in Luft
kT ≈ 0,7 Adsorptionsparameter oberflächenaktiver Substanzen
∆X
W
k ϕ =
∆(
p / p )
Anstieg der Sorptionsisothermen im unterkritischen Be-
D
DS
reich (Folie 6.15)
nl ≈ 4,0 Exponent der Temperaturabhängigkeiten der Stoffwerte:
Löslichkeit, Flüssigkeitsdichte, Viskosität und Diffusionskoeffizient,
z.B. für eine gesättigte KCL-Lösung (273
K ≤ T ≤ 373 K)
pDS,0 ≈ 735 Pa Sattdampfdruck
sD
maximale Diffusionsschichtdicke ≈ Schütthöhe
βW,0≈0,08 kg/(m 2 ⋅h) Stoffübertragungskoeffizient des Wassers in einer gesättigten
Salzlösung (hier reine KCL-Lösung)
ρl,0 ≈ 1150 kg/m3 Lösungsdichte (KCL-Lösung)
XT = mT/ms Beladung an oberflächenaktive Substanzen mit