Alexander Haarmann

Haftmoment im Partikel-Wand Kontakt

Simulation und Messung des Haftmomentes in gasförmiger Umgebung


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ISBN:

978-3-8440-4880-3

Series:

Wuppertaler Reihe zur Umweltsicherheit
Herausgeber: Univ.-Prof. Dr.-Ing. habil. Eberhard Schmidt
Wuppertal

Keywords:

Haftkraft; Haftmoment; van der Waals-Wechselwirkungen; Kraftmessung im ESEM

Type of publication:

Thesis

Language:

German

Pages:

160 pages

Weight:

221 g

Format:

21 x 14,8 cm

Bindung:

Paperback

Price:

48,80 € / 61,10 SFr

Published:

November 2016

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RIS

Abstract:

Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit dem Kontakt zwischen einer Partikel und einer Wand in gasförmiger Umgebung. Die Partikel kann dabei glatt oder mit einer Rauheit ausgestattet sein. Um die Wechselwirkungen bei diesem Kontaktfall zu untersuchen, wurde eine Simulation erstellt. Sie berechnet zunächst die Haftkraft zwischen der Partikel und der Wand. Die Haftkraft beruht dabei auf den van der Waals-Wechselwirkungen der Atome der Kontaktpartner. Die berechneten Haftkraftwerte werden mit Werten aus der Literatur verglichen. Es ist möglich, die Partikel in der Simulation abzuflachen. Das dient dazu, die Auswirkung der Vergrößerung des Kontaktradius zu betrachten. Abflachungen können an Partikeln durch mechanische Beanspruchung oder durch die Kräfte im Kontaktfall auftreten. Mit der berechneten Haftkraft und dem Kontaktradius wird ein Moment berechnet. Dieses Moment wirkt einer angreifenden externen Kraft entgegen und wird Haftmoment genannt. Die Ausweichbewegung des Rollens erfordert in den meisten Fällen die geringste Kraft. Aus diesem Grund ist das Haftmoment von Interesse. Die simulierten Werte werden mit Werten aus der Literatur verglichen. Weiter wurde das Haftmoment von Partikeln mithilfe der Daten aus Versuchen in einem Environmental Scanning Electron Microscope (ESEM) berechnet. Hierzu wurde die Widerstandskraft des Kontaktes gegen seitliche Beanspruchung und die Kontaktfläche zwischen Partikel und Wand gemessen. Aus diesen Werten, Kraft und Hebelarm, lässt sich dann das Haftmoment für die Partikel berechnen. Der verwendete Aufbau, die Vorgehensweise und die Analysesoftware zur Kraftmessung werden vorgestellt. Die experimentellen Werte werden mit den simulierten Werten verglichen und ein Resümee gezogen.