Berlin 2012 – wissenschaftliches Programm
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DY: Fachverband Dynamik und Statistische Physik
DY 29: Posters II
DY 29.51: Poster
Donnerstag, 29. März 2012, 17:00–19:00, Poster A
Kontaktmodelle mit Zeitverfestigung und numerische Fließortmessung — •Alexander Weuster und Dietrich E. Wolf — Fakultät für Physik und CeNIDE, Universität Duisburg-Essen
Das Fließverhalten von Schüttgütern kann sich mit zunehmender Lagerungszeit verändern. Dieses Phänomen tritt im Alltag z.B. bei Zucker auf, der unter etwas erhöhter Luftfeuchtigkeit gelagert wird: Obwohl er sich zunächst unproblematisch in einen Behälter füllen lässt, bildet sich nach wenigen Tagen Lagerungszeit eine zumindest partiell verbackene Struktur. Mikroskopisch betrachtet bilden sich Festkörperbrücken zwischen den einzelnen Partikeln, die aus dem Partikelmaterial selbst bestehen. Aber auch auskristallierende Fremdpartikel aus einer die Partikel umgebenden Lösung, biologische, oder chemische Prozesse können zu einer zeitlichen Zunahme der Haftkraft im Schüttgut oder Pulver führen.
Wir möchten ein viskoelastisches- und ein elasto-plastisches Kontaktmodell vorstellen, das diese Zeitverfestigung berücksichtigt. Ausgangspunkt ist hierbei die Annahme, dass sich innerhalb einer charakteristischen Zeit (tc) eine gewisse Haftkraft zwischen den Partikeln aufbaut. Ist tc klein, spricht man von einem „adhäsionsbestimmten“ Kontakt. Ein großes tc entspricht hingegen einem „zementierungsbestimmten“ Kontakt. In diesem Fall bilden sich Kristallisationsbrücken zwischen den Partikeln. Die Auswirkungen dieser mikromechanischen Eigenschaft auf das makroskopische Fließverhalten des Pulvers soll anhand von Computersimulationen des Fließorts diskutiert werden.