Regensburg 1998 – wissenschaftliches Programm

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DY: Dynamik und Statistische Physik

DY 14: Granulare Medien

DY 14.3: Vortrag

Montag, 23. März 1998, 11:00–11:15, H3

Axiale Segregation durch Diffusion in rotierenden Trommeln — •Gerald H. Ristow — Fachbereich Physik, Philipps-Universität, Renthof 6, 35032 Marburg

Rotierende Trommeln werden in industriellen Anwendungen meist zum Mischen granularer Materialien benutzt, z.B. Kugeln, Pillen oder auch Steine. Jedoch ist seit langem bekannt, daß für unterschiedliche Teilchensorten eine Trennung (Segregation) stattfindet, d.h. gleiche Teilchensorten häufen sich meist in zusammenhängenden Gebieten. Auf kurzen Zeitskalen führt dies zu einer radialen Segregation und auf viel längeren Zeitskalen kann es auch zur Streifenbildung (axiale Segregation) in rotierenden Trommeln führen. Der Mechanism wird auf die unterschiedlichen Böschungswinkel der beteiligten Materialien zurückgeführt, ist jedoch noch nicht verstanden.

Anhand eines einfachen Diffusionsansatzes wird die Teilchendynamik in binären Mischungen untersucht. Dabei wird mit einer wohldefinierten Anfangsbedingung, Hälfte groß, Hälfte klein, gestartet und die zugehörigen Diffusionskonstanten für die unterschiedlichen Teilchengrößen und als Funktion der Rotationsgeschwindigkeit bestimmt. Da sich meist ein asymmetrisches Konzentrationsprofil ergibt, muß die Diffusionskonstante i.A. konzentrationsabhängig gewählt werden. Dies wird numerisch untersucht.