Pulverfließeigenschaften - Lehrstuhl Mechanische Verfahrenstechnik

dazu auch im Abschnitt 6.1.1.2.3 die Tabelle 6.2. WA,ss ist im Sinne einer cha-
rakteristischen Stoffkonstanten die flächenbezogene Wechselwirkungsarbeit
(= Adhäsionsarbeit, siehe Gl.( 6.2)) zweier kontaktierender ebener Oberflächen
des betrachteten Stoffsystems, die notwendig ist, um sie auf einen unendlichen
Abstand a → ∞ zu entfernen.
Andererseits sind diese Kraftwirkungen deutliche erkennbar, wenn man Körper
mit ebenen und glatten Oberflächen aufeinander legt. Dies veranschaulicht die
Tatsache, dass die Adhäsionskräfte FH von der Anzahl der wechselwirkenden
Kontaktstellen abhängen. Letztere werden zunächst von der Größe der Haftflächen
der Adhäsionspartner und weiter entscheidend von der Oberflächenrauhigkeit
mitbestimmt.
Die Kontakte zwischen den Partnern kann man verbessern, indem man sie mit
einer Normalkraft aneinanderpresst (siehe auch Gl.( 6.51)). Dies wirkt sich für
die Haftung umso stärker aus, je leichter verformbar diese sind. Für diese
Haftverstärkung ist nur die inelastische Verformung wesentlich, weil sie
nicht den Aufbau größerer innerer Spannungen zur Folge hat. Jedoch vollziehen
sich Verformungen (elastisch oder inelastisch) auch unter der Wirkung der
Adhäsionskräfte selbst, wodurch sich aus dem zunächst punktförmigen Anfangskontakt
eine Kontaktfläche entwickelt.
Aus dem Vorstehenden werden auch die großen Schwierigkeiten deutlich, die
einer theoretischen Berechnung der Adhäsionskräfte entgegenstehen, weil diese
nicht nur von
� Größe und Abstand der Adhäsionspartner, sondern auch von
� der Partikelform (einschließlich Oberflächenrauhigkeit),
� der Verformbarkeit (Oberflächenhärte) oder Steifigkeit der Kontakte,
� den Adsorptionsschichten
mitbestimmt werden. Infolgedessen können die zu behandelnden vereinfachten
Modelle keine zuverlässigen Angaben über deren absolute Größe liefern, weil
diese schwierig erfassbaren Einflüsse die Haftkräfte für den Realfall über Größenordnungen
hinweg modifizieren können.
Zunächst geht es darum, auf der Grundlage des physikalischen Charakters dieser
Wechselwirkungen die Kräfte zu bestimmen, mit denen Körper einfacher
geometrischer Formen und ideal glatter Oberfläche aufeinander wirken. Dies
geschieht, indem man die Partnersysteme
- Kugel/Kugel,
- Platte/Kugel (bzw. sehr große Kugel/kleine Kugel) und
- Platte/Platte
betrachtet (Folie 6.7). DERJAGUIN summierte alle molekularen Wechselwirkungskräftepaare
des mittleren Abstandes a eines idealisierten Kontaktes zweier
steifer Kugeln (ohne Deformation) und erhielt mit dem mittleren
MVT_e_6neu Mechanische Verfahrenstechnik - Partikeltechnologie Schüttgutspeicherung Prof. Dr. J. Tomas,
10.10.2012
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