Mechanische Eigenschaften kohäsiver Schüttgüter

Die Weiterentwicklung der Verfahren der Mechanischen Verfahrenstechnik beruhte lange Zeit auf Phänomenologie und Empirie. Die Fragestellungen, die heute in dieser Disziplin behandelt werden müssen, sind komplex, und ihre Erforschung erfordert Kenntnisse auch aus unterschiedlichen Bereichen der Physik. Diese Arbeit soll einen Beitrag zum Verständnis des mechanischen Verhaltens kohäsiver Schüttgüter leisten. Es wird durch das physikalische Verhalten der Partikeln untereinander bestimmt. Daher wird zunächst die mikroskopische Betrachtung von Schüttgütern in Theorie und Experiment vorgestellt. Insbesondere wird auf Ergebnisse von Rasterkraftmikroskopmessungen (AFM), die am Mainzer Max-Planck-Institut für Polymerforschung durchgeführt wurden, eingegangen. Der Brückenschlag von mikroskopischer zu makroskopischer Betrachtung wird durch die Verwendung der Methode der Diskreten Elemente (DEM) ermöglicht. Hierzu werden Ergebnisse der Kontaktdynamikmethode, die am Duisburger Institut für Theoretische Physik eingesetzt wird, vorgestellt. Am Institut für Mechanische Verfahrenstechnik in Braunschweig durchgeführte Experimente an Schüttgütern werden schließlich zur makroskopischen Validierung der Vorgehensweisen in der mikroskopischen Betrachtung und in der Simulation herangezogen.