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Lehrstuhl für Mechanische Verfahrenstechnik
Folien_MVT_0 31082016 VO Mechanische Verfahrenstechnik - Partikeltechnologie Kap. 0 Einleitung Prof. Dr. J. Tomas 08.11.2016
Wintersemester 2016/2017
Unterlagen: http://www.mvt.ovgu.de/Lehre/Vorlesung+MVT.html, Folien, Vorlesungsskript, Seminarauf-
gaben, Lösungen und Praktikumsanleitungen
Vorlesung: "Mechanische Verfahrenstechnik (Einführung in die Partikeltechnologie)"
Mo. 13:15 - 14:45 Uhr G 02 - 111
Seminar: Fr. 9:15 - 10:45 Uhr G 10 - 460
Datum V/S Inhalt verantw.
10.10.
14.10.
2V
2S
Einführung/ Grundlagen Zerkleinerung
Zerkleinerung
Trüe
Trüe
17.10.
21.10.
2V
2S
Zerkleinerung
Partikelgrößenverteilungen
Trüe
Hintz
24.10.
28.10.
2V
2S
Partikelgrößenverteilungen
Partikelgrößenverteilungen
Hintz
Hintz
31.10.
04.11.
-
2S
Reformationstag
Partikelmesstechnik
-
Hintz
07.11.
11.11.
2V
2S
Partikeltrennprozesse
Trennfunktion
Trüe
Trüe
14.11.
18.11.
2V
2S
Siebklassierung
Siebklassierung
Trüe
Trüe
21.11.
25.11.
2V
2S
Partikelbewegung im Fluid
Partikelbewegung im Fluid
Lukas
Lukas
28.11.
02.12.
2V
2S
Turbulente Stromklassierung
Turbulente Stromklassierung
Lukas
Lukas
05.12.
09.12.
2V
2S
Trennmodelle der Stromklassierung
Trennmodelle der Stromklassierung
Lukas
Lukas
12.12.
16.12.
2V
2S
Partikelwechselwirkungen/Haftkräfte
Partikelwechselwirkungen/Haftkräfte
Müller
Müller
02.01.
06.01.
2V
-
Pulverfließeigenschaften
Heilige Drei Könige
Müller
-
09.01.
13.01.
2V
2S
Silodimensionierung
Silodimensionierung
Müller
Müller
16.01.
20.01.
2V
2S
Partikelagglomeration
Partikelagglomeration
Müller
Müller
23.01.
27.01.
2V
2S
Partikelmischen
Partikelmischen
Müller
Müller
Schriftliche Prüfung a’ 120 min
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Lehrstuhl für Mechanische Verfahrenstechnik
Folien_MVT_0 31082016 VO Mechanische Verfahrenstechnik - Partikeltechnologie Kap. 0 Einleitung Prof. Dr. J. Tomas 08.11.2016
Empfohlene und weiterführende Literatur zur Lehrveranstaltung Mechanische Verfahrenstechnik:
Verfasser/Herausg. Titel Verlag Jahr
Schubert, H. Handbuch der Mechanischen Ver-
fahrenstechnik
WILEY-VCH, Weinheim 2003
Schubert, H. Mechanische Verfahrenstechnik Deutscher Verlag für Grundstoffin-
dustrie, Leipzig
1990
Gotoh, K. Powder Technology Handbook Marcel Dekker Inc., New York 1997
Löffler, F., Raasch, J. Grundlagen der Mechanischen Ver-
fahrenstechnik
Vieweg & Sohn Verlag, Braun-
schweig
1992
Schubert, H. Aufbereitung fester mineralischer
Rohstoffe, Bnd I
Deutscher Verlag für Grundstoffin-
dustrie, Leipzig
1989
Schubert, H. Aufbereitung fester Stoffe, Bnd II:
Sortierprozesse
Deutscher Verlag für Grundstoffin-
dustrie, Stuttgart
1996
Schubert, H. Aufbereitung fester mineralischer
Rohstoffe, Bnd III
Deutscher Verlag für Grundstoffin-
dustrie, Leipzig
1984
Stiess, M. Mechanische Verfahrenstechnik –
Partikeltechnologie 1
Springer Verlag, Berlin 2009
Stiess, M. Mechanische Verfahrenstechnik 2 Springer Verlag, Berlin 1994
Höffl, K. Zerkleinerungs- und Klassier-
maschinen
AVS-Institut, Unterhaching 1987
Pahl, M. H.,
Brundiek, H.
Zerkleinerungstechnik Verl. TÜV Rheinland Köln / Fach-
buchverlag Leipzig
1993
Buhrke, H., Kecke,
H.J., Richter, H.
Strömungsförderer F. Vieweg Verlag, Braunschweig 1989
Löffler, F., Raasch, J. Staubabscheiden Georg Thieme Verlag, Stuttgart 1988
Schulze, D., Pulver und Schüttgüter – Fließei-
genschaften und Handhabung
Springer Verlag, Berlin 2006
Pahl, M. H., Ernst,
R., Wilms, H.
Lagern, Fördern und Dosieren von
Schüttgütern
Verl. TÜV Rheinland Köln / Fach-
buchverlag Leipzig
1993
Dialer, K., Onken, U.,
Leschonski, K. u.a.
Grundzüge der Verfahrenstechnik
und Reaktionstechnik
Carl Hanser Verlag, München 1986
Grassmann, P. Physikalische Grundlagen der Ver-
fahrenstechnik
Salle / Sauerländer Verlag, Aarau 1983
Zogg, M. Einführung in die Mechanische Ver-
fahrenstechnik
B.G. Teubner, Stuttgart 1987
Chemical Engineering Science Particle Characterization
Chemie-Ingenieur-Technik Powder Handling and Processing
Chemische Technik Powder Technology
Verfahrenstechnik
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Inhalt: 1. Einführung, Kennzeichnung disperser Stoffsysteme, Granulometrie, Partikelcharakterisierung, Partikel-
größenverteilungen, Mengenarten, statistische Momente, Verteilungskennwerte, Oberfläche, physikalische
Partikelmessmethoden, Partikelform, Packungszustände
2.1 Partikelherstellung durch Zerkleinerung, Prozessziele, Festkörperbindungen, Materialverhalten und
Bruchmechanik, Rissbildung, Beanspruchungsarten, Mikroprozesse der Zerkleinerung,
2.2 Bewertung und Kenngrößen des makroskopischen Prozesserfolges, Wirkprinzipien und Einsatzgebiete der
Brecher und Mühlen, funktionelle Maschinenauslegung
3.1 Trennung von Partikeln, mechanische Trennprozesse, Kennzeichnung des Trennerfolges durch die
Trennfunktion, Bewertung der Trennschärfe
3.2 Siebklassierung, Partikeldynamik, Wirkprinzipien und Einsatzgebiete von Siebmaschinen, funktionelle
Maschinenauslegung
4.1 Stromklassierung, Partikelbewegung im Fluid, Strömungs- und Feldkräfte, stationäre Partikelsinkge-
schwindigkeit,
4.2 Einführung in die Kennzeichnung turbulenter Strömungen, turbulente Partikeldiffusion, turbulente Gegen-
und Querstromklassierung der Partikel in Wasser und Luft,
4.3 Trennmodelle, Wirkprinzipien und Einsatzgebiete turbulenter Gegenstrom- und Querstrom-Klassierappa-
rate, Hydrozyklonauslegung, Gegenstrom- und Querstromwindsichter
5. Verschaltung von Zerkleinerungs- und Klassierprozessen
6.1 Transport und Lagerung von Partikelsystemen, Wechselwirkungen, molekulare Bindungen und mikrome-
chanische Partikelhaftkräfte,
6.2 Makroskopische Spannungszustände, Fließkennwerte, Meßmethoden, Fließverhalten kohäsiver Pulver,
6.3 Probleme bei der praktischen Pulverhandhabung, Problemlösung mittels fließgerechter Auslegung von
Massen- und Kernflusssilos (-trichtern)
7. Partikelformulierung durch Agglomeration, Ziele der Agglomeration und physikalischen Produktgestaltung,
Agglomeratfestigkeit, Wirkprinzipien und Einsatzgebiete von Pelletiermaschinen, Brikett-, Tabletten- und
Walzenpressen
8. Vermischen von Partikeln, stochastische Homogenität, Mischkinetik, Wirkprinzipien und Einsatzgebiete von
Feststoffmischern, Trommel- und Zwangsmischer, Durchströmbarkeit feiner Partikelpackungen und Ho-
mogenisierung in einer Wirbelschicht.
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Wintersemester 2012/13
Prüfungsschwerpunkte Mechanische Verfahrenstechnik
1) Granulometrie: Zustandsbeschreibung disperser Stoffsysteme, physikalische Partikel- und Produkteigenschaften, was kennzeichnet die Partikelgröße? Verteilungsfunktion und Verteilungsdichte, zugehörige Partikelgrö-ßenkennwerte, moderne Meßmethoden der Partikelgrößen- und Partikelformverteilungen, spezifische Oberfläche, Partikeldichte und deren Meßmethoden, Kennzeichnung des Packungszustandes;
2) Zerkleinerung: Prozessziele der Zerkleinerung, Festkörperbindungen, Beanspruchungsarten, Rissausbreitung, Bruch-vorgänge und Mikroprozesse, Prozessbewertung des Zerkleinerungserfolges, Mengenbilanzierung und Zerkleinerungskinetik; Aufbau, Wirkprinzipien, Prozessauslegung, Maschinenparameter und Einsatz-gebiete ausgewählter Brecher und Mühlen (Kegel-, Walzen-, Prall- und Hammerbrecher, Prall-, Ham-mer-, Trommel-, Schwing- und Rührwerksmühlen);
3) Siebklassierung: Wirkprinzipien und Einsatzgebiete der Sortier- und Klassierprozesse, Prozessbewertung mittels Trenn-funktion und Trennschärfe, Kräfte bei der Siebung, Sieb- und Wurfkennziffer, Siebdurchgangswahr-scheinlichkeit und -geschwindigkeit, Siebkinetik; Wirkprinzipien der Siebmaschinen und deren Trenn-bereiche; Aufbau, Wirkprinzipien, Prozessauslegung, Schwingungsparameter und Einsatzgebiete aus-gewählter Siebmaschinen (Exzenterschwingsiebe, Kreiswuchtschwingsiebe und Stößelschwingsiebe);
4) Stromklassierung: Partikelbewegung im Fluid, Partikelumströmung, stationäre Sinkgeschwindigkeit, Mikro- und Makro-turbulenz, turbulente Partikeldiffusion, Prozessbewertung mittels Trennmodelle der turbulenten Quer-strom- und Gegenstromklassierung, Einfluss der Turbulenz; Aufbau, Wirkprinzipien, Prozessausle-gung, Apparate- und Maschinenparameter sowie Einsatzgebiete ausgewählter Klassierer (laminarer Querstromklassierer, Hydrozyklone, Windsichter, Zentrifugalradsichter);
5) Verschaltung der Zerkleinerungs- u. Klassierprozesse, verfahrenstechnische Grundschaltungen, Kreis-läufe, Zielgrößen, Bilanzierung, Variantenvergleiche u. Optimierung nicht Gegenstand der mündli-chen Prüfung!
6) Silodimensionierung: Haftkräfte zwischen feinen Partikeln, Fliessorte und Fließkennwerte kohäsiver Schüttgüter anhand eines =f()-Diagramms, Fließfähigkeit und Kompressibilität kohäsiver Pulver, Wirkprinzipien der Scherge-räte, Methodik eines Scherversuches; Probleme, Vor- und Nachteile der Kern- und Massenflussbunker, Methodik der fließgerechten Auslegung eines Massenflussbunkers (Verfestigungsfunktionen und Aus-legungsdiagramme);
7) Mischen: Mischungszustände, stochastische Homogenität, Prozessbewertung mittels Mischgüte, Mischkinetik, Wirkprinzipien des Feststoffmischens, Makro- und Mikromischen, Durchströmung von Partikel-schichten, Permeabilität und Wirbelverhalten; Aufbau, Wirkprinzipien, Prozessauslegung, Maschinen-parameter sowie Einsatzgebiete ausgewählter Mischer (Trommel-, Zwangs-, Wirbelschichtmischer);
8) Agglomeration: Prozessziele und Wirkprinzipien der Agglomeration, Partikelhaftkräfte, Agglomeratfestigkeit, Bean-spruchungsarten und Messmethoden zur Bewertung der Produktqualität, Kompressibilität und Ver-pressbarkeit kohäsiver Pulver; Aufbau, Wirkprinzipien, Prozessauslegung, Maschinenparameter sowie Einsatzgebiete ausgewählter Maschinen (Pelletierteller und -trommel, Stempel- und Tablettenpresse, Walzenpresse).
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0 Einleitung 3
1 Kennzeichnung der Eigenschaften disperser Stoffsysteme 6
1.1 Überblick über disperse Systeme ................................................... 6 1.2 Partikelgrößenverteilungen und Kennwerte ................................... 6
1.2.1 Partikelgrößenmerkmale ........................................................ 7 1.2.2 Partikelgrößenverteilungen .................................................... 9
1.2.2.1 Partikelgrößenverteilungsfunktion und –verteilungsdichte10 1.2.2.2 Analytische Partikelgrößenverteilungsfunktionen ........... 14 1.2.2.3 Statistische Momente ....................................................... 18 1.2.2.4 Umrechnung der Mengenarten der Verteilungsfunktionen20 1.2.2.5 Kenngrößen der Partikelgrößenverteilungen.................... 22 1.2.2.6 Multimodale Partikelgrößenverteilungen ......................... 24
1.2.3 Messung von Partikelgrößenverteilungen ............................ 25 1.2.3.1 Prüfsiebmethoden ............................................................. 25 1.2.3.2 Sedimentations- und Stromklassiermethoden .................. 26 1.2.3.3 Zählmethoden ................................................................... 28 1.2.3.4 Abbildende Methoden - Bildverarbeitung ........................ 29 1.2.3.5 Feldstörungen ................................................................... 29 1.2.3.6 Laserlichtbeugung ............................................................ 30
1.2.3.6.1 Laborgeräte 31
1.2.3.6.2 In-Line-Geräte 31
1.2.3.7 Streulichtmethoden (Photonenkorrelationsspektrometrie)31 1.2.3.8 Kombination von Laserlichtbeugung und Streulicht ........ 32 1.2.3.9 Ultraschalldämpfungsspektrometer .................................. 32 1.2.3.10 On-Line-Methode mittels Photolumineszenz ............... 33 1.2.3.11 Beurteilung der Einsetzbarkeit ..................................... 33
1.2.4 Pyknometrische Messung der Partikeldichte ....................... 33 1.2.5 Messung der Oberfläche eines Partikelkollektivs ................ 33
1.2.5.1 Permeabilitätsmethoden ................................................... 33 1.2.5.2 Adsorptionsmethode der Oberflächenmessung ................ 34
1.2.5.2.1 Gasadsorption und BET-Methode. 35
1.2.5.2.2 Einpunkt-BET-Methode 37
1.2.5.2.3 Probenvorbehandlung und Platzbedarf AM,g 38
1.2.5.2.4 Messgeräte 39
1.2.6 Partikelformmerkmale und Partikelformanalyse .................. 40 1.3 Packungszustand von Partikeln .................................................... 43 1.4 Probenahme .................................................................................. 50
1.4.1 Auswahl der Probenentnahmemethode ................................ 56 1.4.2 Bestimmung der optimalen Einzelprobenanzahl .................. 57 1.4.3 Technische Durchführung der Probennahme ....................... 58
1.5 Schwerpunkte und Kompetenzen ................................................. 60
2 Zerkleinerung 61
2.1 Bruchvorgänge und Mikroprozesse des Zerkleinerns .................. 62 2.1.1 Materialverhalten und Bruchvorgänge ................................. 63
2.1.1.1 Materialverhalten .............................................................. 63 2.1.1.2 Ausbreitung von Dichtestörungen bzw. Schallwellen ..... 72
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2.1.1.3 Rissbildung, Rissausbreitung und Bruchvorgänge ........... 74 2.1.1.4 Energiebilanz der Rissausbreitung & Zerkleinerungsgrenze 77
2.1.2 Mikroprozesse des Zerkleinerns ........................................... 81 2.1.2.1 Beanspruchungsarten ........................................................ 82 2.1.2.2 Einzelpartikelbeanspruchung ........................................... 84 2.1.2.3 Bruchstückgrößenverteilung ............................................ 89 2.1.2.4 Partikelschichtbeanspruchung .......................................... 92
2.1.3 Mechanische Aktivierung und Mechanochemie .................. 94 2.2 Parameter der Makroprozesse in Zerkleinerungsmaschinen ........ 95 2.3 Technische Zerkleinerungsarbeit und Zerkleinerungsgesetze ..... 99
2.3.1 Wirkungsgrad eines technischen Zerkleinerungsprozesses . 99 2.3.2 Produktfeinheit = f(Zerkleinerungsarbeit) ......................... 100 2.3.3 Abschätzung des zeitlichen Zerkleinerungsfortschrittes .... 104
2.4 Bilanzmodelle von Zerkleinerungsprozessen ............................. 104 2.5 Bewertung des Prozesserfolges der Zerkleinerung .................... 111 2.6 Zerkleinerungsmaschinen ........................................................... 113
2.6.1 Backen- und Kegelbrecher ................................................. 114 2.6.2 Walzenbrecher und –mühlen .............................................. 117 2.6.3 Prallbrecher und Prallmühlen ............................................. 121 2.6.4 Hammerbrecher und Hammermühlen ................................ 127 2.6.5 Wälzmühlen ........................................................................ 129 2.6.6 Trommelmühlen ................................................................. 131 2.6.7 Planetenmühlen .................................................................. 138 2.6.8 Schwingmühlen .................................................................. 138 2.6.9 Strahlmühlen ...................................................................... 139 2.6.10 Scheibenmühlen ................................................................. 140 2.6.11 Rührwerksmühlen............................................................... 141 2.6.12 Scheren und Schneidmühlen .............................................. 142 2.6.13 Sonstige Maschinen zur mechanischen Zerkleinerung ...... 143
2.7 Thermische Zerkleinerung ......................................................... 144 2.8 Versprühen ................................................................................. 145 2.9 Schwerpunkte und Kompetenzen ............................................... 145
3 Siebklassierung 147
3.1 Kennzeichnung des Trennerfolges eines Trennprozesses .......... 147 3.1.1 Trennfunktion ..................................................................... 148 3.1.2 weitere Kennwerte des Trennerfolges eines Siebprozesses154
3.2 Siebklassieren ............................................................................. 154 3.2.1 Grundlagen des Siebklassierens ......................................... 155
3.2.1.1 Siebgutbewegung und Maschinenparameter .................. 155 3.2.1.2 Siebdurchgangswahrscheinlichkeit und Trennfunktion . 158 3.2.1.3 Durchgangsgeschwindigkeit und Siebdurchsatz ............ 161 3.2.1.4 Feuchtes Siebgut ............................................................. 163 3.2.1.5 Modellierung der Siebkinetik ......................................... 164
3.2.2 Siebböden ........................................................................... 167 3.2.3 Prüfsiebe ............................................................................. 168
3.3 Ausrüstungen für die Siebklassierung ........................................ 170 3.3.1 Roste und Trommelsiebe .................................................... 170 3.3.2 Schwing- oder Wurfsiebe ................................................... 171 3.3.3 Sonderbauarten ................................................................... 176
3.4 Schwerpunkte und Kompetenzen ............................................... 178
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Lehrstuhl für Mechanische Verfahrenstechnik
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4 Stromklassierung 181
4.1 Relativbewegung der Partikel in einem Fluid ............................ 181 4.1.1 Wirkende Strömungs- und Feldkräfte ................................ 183 4.1.2 Bewegung steifer Partikel in einer stationären Strömung .. 190
4.1.2.1 Stationäre Partikelbewegung .......................................... 190 4.1.2.2 Gleichmäßig beschleunigte Partikelbewegung .............. 194
4.1.2.2.1 Freier Fall und senkrechter Wurf eines Partikels 194
4.1.2.2.2 Kräftegleichgewicht für homogene Umströmung 197
4.1.2.2.3 Analytische Lösungen für laminare Umströmung 198
4.1.2.2.4 Näherungslösungen für turbulente Umströmung 201
4.1.3 Bewegung deformierbarer Partikel in stationärer Strömung209 4.1.4 Bewegung von Partikelschwärmen .................................... 209 4.1.5 Homogene Durchströmung von Partikelschichten ............. 213
4.1.5.1 Stationäre Durchströmung von Partikelschichten .......... 213 4.1.5.2 Sedimentation einer gleichmäßig beschleunigten und durchströmten Partikelschicht 213
4.1.5.2.1 Analytische Lösungen für laminare Durchströmung 216
4.1.5.2.2 Näherungslösungen für turbulente Durchströmung 222
4.1.5.3 Beschleunigtes Auslaufverhalten und Durchströmung .. 227 4.1.6 Partikelbewegung im Fliehkraftfeld einer Wirbelströmung229
4.2 Turbulente Transportvorgänge ................................................... 233 4.2.1 Kennzeichnung von turbulenten Strömungen .................... 233 4.2.2 Transportvorgänge in turbulenten Strömungen .................. 245
4.2.2.1 Turbulenter Transport in Einphasenströmungen ............ 245 4.2.2.2 Mischkinetik der Mikro- und Makroturbulenz ............... 247 4.2.2.3 Turbulenter Partikeltransport ......................................... 248
4.3 Trennmodelle und Trennerfolg des Stromklassierens ................ 253 4.3.1 Allgemeines Bilanzmodell - FOKKER-PLANCK-Gleichung253 4.3.2 Querstromklassierung ......................................................... 257
4.3.2.1 laminare Querstromhydroklassierung ............................ 257 4.3.2.2 turbulente Querstromklassierung ................................... 259
4.3.3 Turbulente Gegenstromklassierung .................................... 262 4.3.4 Kennzeichnung des Trennerfolges des Stromklassierprozesses 272
4.4 Hydroklassierung ........................................................................ 273 4.4.1 Schwerkraft-Hydroklassierer .............................................. 273 4.4.2 Zentrifugalkraft-Hydroklassierer ........................................ 276
4.5 Windsichten ................................................................................ 282 4.5.1 Prozessziele des Windsichtens ........................................... 282 4.5.2 Partikeltrennung in einer Wirbelsenke ............................... 283
4.5.2.1 Modell der Spiralwindsichtung und Trennkorngröße .... 283 4.5.2.2 Turbulenzmodell der Trennkorngröße ........................... 285
4.5.3 Wirkprinzipien der Windsichtung ...................................... 288 4.5.4 Windsichter ........................................................................ 290
4.5.4.1 Schwerkraft-Windsichter ................................................ 292 4.5.4.2 Zentrifugalkraft-Windsichter .......................................... 293
4.6 Mehrstufige turbulente Querstrom-Aerotrennung im Zick-Zack-Kanal 296 4.6.1 Stationäre Partikelanzahlkonzentrationsverteilung ............ 296 4.6.2 Trennfunktion für die mehrstufige Trennung ..................... 296
4.6.2.1 Trennfunktion, Trennmerkmale und Trennschärfe ........ 296
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4.6.2.2 Wirksame Trennstufenzahl und Trennstufen-Ausnutzungsgrad 296 4.6.2.3 Prozessbewertung mehrstufiger Querstromtrennungen . 296
4.7 Staubabscheiden ......................................................................... 298 4.7.1 Entstauben .......................................................................... 298 4.7.2 Staubabsaugung .................................................................. 300 4.7.3 Staubabscheidung ............................................................... 301
4.7.3.1 Schwerkraftabscheider ................................................... 302 4.7.3.2 Zentrifugalkraftabscheider ............................................. 303 4.7.3.3 Elektrische Abscheider ................................................... 308 4.7.3.4 Filtrationsabscheider ...................................................... 311 4.7.3.5 Nassabscheider ............................................................... 317 4.7.3.6 Tropfenabscheider .......................................................... 320
4.8 Schwerpunkte und Kompetenzen ............................................... 321
5 Kombination von Zerkleinerungs- und Klassierprozessen 326
5.1 Elemente und Grundschaltungen verfahrenstechnischer Systeme327 5.1.1 Reihenschaltung und Kaskadenschaltung .......................... 327 5.1.2 Parallelschaltung und Umgehungsschaltung ...................... 328 5.1.3 Rückführschaltung .............................................................. 329
5.2 Schaltungen von Zerkleinerungs- und Klassierprozessen .......... 329 5.2.1 Zerkleinerungsprozesse ...................................................... 330 5.2.2 Klassierprozesse ................................................................. 330
5.2.2.1 Trennfunktion einer Reihenschaltung von Klassierern .. 330 5.2.2.2 Trennfunktion einer Parallelschaltung von Klassierern . 332
5.3 Schaltungsvarianten von Zerkleinerungs- und Klassierprozessen333 5.3.1 Reihenschaltung mit Vorzerkleinerung oder Vorklassierung333 5.3.2 Kreislaufschaltungen .......................................................... 334
5.3.2.1 Kreislaufschaltung mit Nachklassierung ........................ 334 5.3.2.2 Integrierte innere Kreisläufe in den Zerkleinerungsmaschinen335 5.3.2.3 Kreislaufschaltung mit Vorklassierung .......................... 336
5.4 Verfahrenstechnische Fließbilder mit Maschinensymbolen ...... 337 5.5 Auslegungsschritte für Zerkleinerungs- u. Klassiersysteme ...... 337 5.6 Zerkleinerungs- und Klassieranlagen ......................................... 338 5.7 Schwerpunkte und Kompetenzen ............................................... 339
6 Transport und Lagerung von Partikelsystemen 361
6.1 Molekulare Wechselwirkungen und Partikelhaftkräfte .............. 361 6.1.1 Bindung durch Adhäsionskräfte zwischen den Partikeln ... 362
6.1.1.1 Bindungsarten ................................................................. 362 6.1.1.2 Adhäsionskräfte .............................................................. 363
6.1.1.2.1 Wasserstoffbrückenbindungen 363
6.1.1.2.2 VAN-DER-WAALS-Kräfte 364
6.1.1.2.3 Mikromechanische Bewertung des Haftvermögens 368
6.1.1.2.4 elektrostatische Kräfte 369
6.1.1.2.5 Vergleich der Adhäsionskräfte 371
6.1.1.2.6 Oberflächenrauhigkeit und VAN-DER-WAALS-Kräfte 372
6.1.1.2.7 Haftkraftminimum beschichteter Partikel 373
6.1.1.2.8 Zugabemenge an Nanopartikel 374
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6.1.1.2.9 Rauhigkeitseinfluß auf die Adhäsionskräfte 377
6.1.1.3 Mikromechanik der Kontaktdeformation und Haftkraftverstärkung 378 6.1.1.4 Einfluss von Adsorptionsschichten ................................ 383 6.1.1.5 Modellierung der Schüttgut- bzw. Agglomeratfestigkeit385
6.1.2 Bindung mit Hilfe benetzender Flüssigkeiten ................... 387 6.1.2.1 Bindung durch Flüssigkeiten niedriger Viskosität ......... 387
6.1.2.1.1 Kapillarkraftmodell 387
6.1.2.1.2 Zerreißarbeit einer Flüssigkeitsbrücke 390
6.1.2.1.3 Viskose Bindekraft 391
6.1.2.1.4 Einaxiale Zugfestigkeit 392
6.1.2.2 Flüssigkeitsbindung in Partikelpackungen ..................... 392 6.1.2.3 Bindung durch Flüssigkeiten hoher Viskosität .............. 394
6.1.3 Bindung durch Festkörperbrücken ..................................... 395 6.1.3.1 Kristallisationsbrücken ................................................... 395 6.1.3.2 chemische Brückenbindungen ........................................ 396 6.1.3.3 Sinterbrücken .................................................................. 397
6.1.4 Formschlüssige Bindungen ................................................ 400 6.2 Spannungszustand und Fließverhalten von Schüttgütern ........... 400
6.2.1 Ruhedruckbeiwert .............................................................. 401 6.2.2 Herleitung des MOHRschen Spannungskreises ................. 402 6.2.3 Bruchhypothesen und Fließkriterien .................................. 403 6.2.4 Fließkennwerte von Schüttgütern ....................................... 409
6.2.4.1 Fließfunktion .................................................................. 409 6.2.4.2 Kompressionsfunktion .................................................... 410
6.2.5 Messung der Fließeigenschaften von Schüttgütern ............ 412 6.3 Lagerung von Schüttgütern ........................................................ 413
6.3.1 Verfahrenstechnische Probleme mit Silos und Bunkern .... 413 6.3.2 Auslegung von Silos und Bunker ....................................... 414
6.3.2.1 Auslegungsschritte einer Speicheranlage ....................... 414 6.3.2.2 Auslegung eines Massenflusstrichters............................ 415 6.3.2.3 Auslegung eines Kernflusstrichters ................................ 417 6.3.2.4 Austraggeräte und Austraghilfen .................................... 418
6.4 Verweilzeitverhalten bei stationärem Partikeltransport ............. 419 6.4.1 Verweilzeitverteilungsfunktion und –verteilungsdichte .... 419 6.4.2 Charakteristische Prozessmodelle des Verweilzeitverhaltens421 6.4.3 Lösung der zweiten KOLMOGOROFF-Differentialgleichung 424
6.5 Schwerpunkte und Kompetenzen ............................................... 427
7 Agglomeration 431
7.1 Festigkeit der Agglomerate ........................................................ 432 7.2 Aufbauagglomeration ................................................................. 433
7.2.1 Prozessgrundlagen .............................................................. 433 7.2.2 Pelletierausrüstungen .......................................................... 436
7.2.2.1 Pelletierteller .................................................................. 437 7.2.2.2 Pelletiertrommeln ........................................................... 438
7.2.3 Pellethärtung ....................................................................... 439 7.3 Pressagglomeration (Brikettieren, Tablettieren) ........................ 440
7.3.1 Kompressibilität und Verpressbarkeit ................................ 441 7.3.1.1 Mikroprozesse ................................................................ 441 7.3.1.2 Kompressibilität der Stoffe ............................................ 442
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7.3.2 Ausrüstungen für die Pressagglomeration .......................... 449 7.3.2.1 Stempel- und Tablettenpressen ...................................... 449 7.3.2.2 Strang- und Lochpressen ................................................ 450 7.3.2.3 Walzenpressen ................................................................ 452
7.4 Schwerpunkte und Kompetenzen ............................................... 454
8 Mischen 456
8.1 Mischen von Partikelsystemen ................................................... 457 8.1.1 Kennzeichnung des Mischungszustandes von Partikelsystemen 457
8.1.1.1 Stochastische Homogenität und Modell der vollständigen Zufallsmischung 457 8.1.1.2 Kinetik des Mischens von Partikelsystemen .................. 464 8.1.1.3 Auslegung der Kinetik .................................................... 466
8.1.2 Mischer für Partikelsysteme ............................................... 467 8.1.2.1 Rotierende Mischbehälter ............................................... 468
8.1.2.1.1 Prozessbedingungen 468
8.1.2.1.2 Auslegung 469
8.1.2.2 Zwangsmischer mit Agitationsorganen .......................... 469 8.1.2.3 Homogenisiersilos (mit festen Einbauten) ..................... 470 8.1.2.4 Pneumatische Mischer .................................................... 470
8.1.2.4.1 Durchströmungsverhalten von Partikelschichten 471
8.1.2.4.2 Durchströmung von Wirbelschichten 478
8.1.2.4.3 Auslegung von Wirbelschichtmischern 485
8.1.2.5 Strahlmischer .................................................................. 487 8.2 Schwerpunkte und Kompetenzen ............................................... 487
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Definitionen
Gegenstand der Verfahrenstechnik: Ingenieurwissenschaft mit integrierendem Charakter, schließt
ein - die Energiewandlung (Energieprozesstechnik und Energie-
technik) und - die Informationswandlung (Systemtechnik, Informations-
technik, Informatik); Gegenstand ist die nachhaltige, energetisch effiziente, ökolo-
gisch verträgliche, industrielle Stoffwandlung zum Zwecke der wirtschaftlichen Nutzung,
wobei die Form der Stoffe keine primäre Bedeutung besitzt ( Fertigungstechnik).
Stoffwandlung: Änderung der physikalischen, physikalisch-chemischen
und/oder der chemischen, bio-chemischen Eigenschaften (= Stoffumwand-
lung)
Mechanische Verfahrenstechnik: physikalische oder physikalisch-chemische Stoffeigenschaften
der Feststoffpartikel, Tropfen, Blasen ( 10 nm ... 1 m) statistisch verteilte Stoffeigenschaftsfunktionen (hauptsächlich
partikelgrößenabhängig) Stoffwandlung durch mechanische Einwirkung (Energie)
Zerteilen (Zerkleinern), dispergieren und Agglomerieren Trennen und Mischen
Gesetze der Mechanik (Physik) herrschen vor; stochastisch wirksame Prozessdynamik und Prozesserfolg Partikeltechnik oder Partikeltechnologie
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Bilanzgrenze für Stoff-, Energie-, Informations- und KostenströmeRohstoffe
Speicher
(R)
Speicher (H)
Rohstoff-aufbereitung
Stoffum- wand- lung
Stoff-trennung
Hilfsstoff-versorgung
Hilfsstoff-aufbereitung
Speicher (Ab)
Recyclingverfahren(Wiederverwertung)
Rohstoffe (R)
Hilfsstoffe (H)
Infor-mationen
Energie
Kosten
Pro-
dukt A
Pro-dukt B
Abfall
Haupt-produkt
Neben-produkt
Abfall
Infor-mationen
Energie
Speicher (A)
Speicher
(B)Speicher (Ab)
Produkt-formu-lierung
Erlöse
Grundlagen siehe: G. Gruhn, K. Hartmann, J. Kardos, R. Helfricht, L. Dietsch und W. Kauschus, Systemverfahrenstechnik, Dt. Verlag f. Grundstoffindustrie, Leipzig 1976
Blockfließbild eines Stoffwandlungsverfahrens
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Übersicht über wesentliche Prozesse der Aufbereitungstechnik und Partikeltechnik
Skizze des Wirkprinzips Prozess Zugeordnete Pro-
zesse
Physikalisches Wirkprinzip
Zerteilen Zerkleinern von Festkörpern (irreversibel)
Dispergieren schwach gebundener Agglomerate
(reversibel)
Klassieren Trennung nach Partikelgrößen
Siebklassieren nach geometrische Abmessungen
Stromklassieren nach Sinkgeschwindigkeit
Sortieren
und Anrei-
chern
Trennen nach physikalischen Stoffeigenschaften
Dichtesortierung nach Dichte
Klauben optische Eigenschaften
Mechan. Sortieren mechan. Eigenschaften (Elastizität)
Magnetscheidung magnetische Eigenschaften
Elektrosortierung nach Leitfähigkeit
Flotation nach Benetzbarkeit
Laugen Lösen flüssigkeitslöslicher Phasen
Extrahieren Flüssig-Flüssig-Phasenübergang
Kristalli-
sieren
Kristallisieren Verdampfen der Flüssigkeit
Fällen Erzeugung neuer unlöslicher fester
Phase
Mischen Vereinigen verschiedener Partikelphasen
Feststoffmischen Fest-Fest-Vermischen
Vergleichmäßigen zeitlich konst. Eigenschaften
Suspendieren Fest in Flüssigkeit
Begasen Gas in Flüssigkeit
Agglome-
rieren
Anlagern vieler Primärpartikel zu wenigen gröberen Ag-
glomeraten (Klumpen)
Pelletieren Feuchtagglomeration
Pressagglomerieren unter Pressdruck (Tablettieren)
Sintern Anschmelzen d. Kontakte
Koagulieren Flüssig-flüssig
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Fest-
Flüssig-
Trennung
Eindicken aller Partikel, Klären der Flüssigkeit
Sedimentieren Absetzen
Filtrieren Zurückhalten der Partikel
Trocknen Verdampfen d. Flüssigkeit
Staubab-
trennung
Abtrennen aller Partikel aus dem Trägergas
Absaugen von Emissionsquellen
Abscheiden aller Partikel aus dem Trägergas
Thermisch
Behandeln
Rösten Austreiben flüchtiger Phasen
Brennen Chemische Reaktionen im Feststoff
(z.B. Kalkgewinnung)
Verbrennen Vergasen organischer Phasen
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Multiskalige hierarchische Ordnung in der stoffwandelnden Wirtschaft
Stoffwandlung
Erläuterung Skale, Aus-
rüstung
Beispiele
grundlegende Wirkprinzi-pien, Effekte, Gesetze
physikalischer Grundvorgang in molekular- u. kolloiddispersen Be-reichen, Transportgesetze, Nanoparti-kelwechselwirkungen und -bindungen
nm-Bereich diffusiver u. kon-vektiver Partikel-transport, Auf- u. Abbau von Wech-selwirkungen,
Mikroprozess Stoffwandlung im typisch mik-roskopisch kleinstem Substanz-element, feindispers
Kontaktzone von Arbeits-organen
Partikelzerkleiner-ung, Partikelagglo-meration
Teilprozess typische Stoffwandlung u. Transport in makroskop. Teilräumen u. Zonen,
Maschinen- & App.zonen
Aufgabezone, Pro-duktaustragzone
(Makro-) Prozess (Grundoperation)
Stoffwandlung im makros-kopischen Prozessraum einer Prozesseinheit
Maschine Apparat
Mühle, Mischer, Rührmaschine, Sieb-maschine, Zyklon, Filter, Zentrifuge
Prozessgruppe einfache Verschaltung von Prozessen (Reihen-, Parallel- u. Kreislaufschal-tung, bis etwa 10 Prozesse)
App. u. Ma-sch.gruppe
Mahlkreislauf, Klas-sierstufen, Rührkes-selkaskade
Verfahrensstufe (-schritt)
teilweise selbständige Durchführung einer charakteristischen Stoffwand-lung im System (bis etwa 50 Prozesse)
Teilanlage Rohstoff- u. Abfall-aufbereitung, Ab-wasserreinigung,
Verfahren selbständig betreibbares System zur Produktion von Haupt-u. Nebenpro-dukten, Abfällen; mit Rohstoff- u. Produktlagerung, Energie- u. Hilfs-stoffversorgung (bis ca. 300 Prozesse)
Anlage Heizwerk, Getreide-mühle, Brauerei, Großbäckerei, kom-plexe Recycling-anlage
Verfahrenszug (-kette)
einfache Verschaltung von Verfahren (Produktionslinie, vertikale Verket-tung Rohstoff-Endprodukt, regional verteilt)
Anlagen-komplex
Erdöl Raffination Äthylen PE PE-Folie
stoffwirtschaft-licher Betrieb
Schaltung von Verfahren, horizontale u. vertikale Verschaltung, Ortsprinzip
Werk, -system
Chemiebetrieb, Großkraftwerk
Stoffverbund-system
internationales Werks- u. Stoffver-bundsystem verschied. Erzeuger; inte-grierte Verteilung, Verbrauch, Recyc-ling
Werks-verbund
Erdöl Raffination Endprodukt-verbundsystem
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Allgemeines Prozessmodell der Mechanischen Verfahrenstechnik
1. Allgemeine Formulierung der Mengenbilanz einer Stoffkomponente:
Akkumulation = Eingangsströme - Ausgangsströme + Quellen - Senken (1)
Folgende physikalische Grundvorgänge sind zu berücksichtigen: gerichteter Stofftransport (Konvektion) ungerichteter Stofftransport (Diffusion) Quellen und Senken: entsprechen dem Auf- und Abbau von Wechselwirkungen zwischen
Partikeln, Molekülen, Ionen oder Atomen Chemische Reaktionen: Auf- und Abbau starker Wechselwirkungen (= Hauptvalenz-
bindungen: kovalent, ionisch, metallisch), z.B.: Synthese- und Zerfallsreaktionen, Zerkleinern, Kristallisieren und Auflösen;
Auf- und Abbau schwacher Wechselwirkungen (= Nebenvalenzbindungen: Wasser-stoffbrücken-, Van-der-Waals- oder elektrostatische Bindungen), z.B.: Erstarren und Schmelzen, Kondensieren und Verdampfen, Adsorbieren und Desorbie-ren, Koaleszieren und Dispergieren, Agglomerieren und Desintegrieren.
2. Diskrete mathematische Formulierung der Mengenbilanz in der Mengenart Masse oder
Anzahl einer Partikelgrößen- oder Eigenschaftsklasse i:
iibiiibib GgradDdivvdiv
t
(2)
b Massenkonzentration aller Partikel (= Schüttgutdichte) im betrachteten Volumen-element dV, Feststoffmassenkonzentration in einer Suspensionen cs = ms/dV
i Massenanteil (= Q3(di)) der i-ten Klasse im betrachteten Volumenelement dV b i
t
Akkumulation (Speicherung) der i-ten Klasse im Volumenelement dV
vi Geschwindigkeit der Partikel der i-ten Klasse aufgrund eines äußeren Kraftfeldes
oder Potentialgefälles b i iv
konvektiver (gerichteter) Massenstrom der i-ten Klasse durch das Volumenele-
ment dV=dx.dy.dz Di Diffusionskoeffizient der i-ten Größen- oder Eigenschaftsklasse D gradi b i( ) diffusiver (ungerichteter) Massenstrom der i-ten Klasse durch das Volumen-
element dV Gi i
.j Partikelwechselwirkungsterm = Stoffumwandlungsgeschwindigkeit zeitliche Änderung der Massenanteile der i-ten und j-ten Klassen im betrachteten Volumen-element dV durch
Aufbau von Partikelwechselwirkungen (Agglomerieren Kinetik 2. Ord-nung) oder
Zerstörung von Partikelwechselwirkungen (Zerteilen: Zerkleinern und Desintegrieren Kinetik 1. Ordnung: Gi i)
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Symbolverzeichnis a nm Abstand, Partikeloberflächenabstand (mikroskopisch) a m/s2 Beschleunigung (acceleration) A m2 Fläche (area), Apparatefläche Ar - ARCHIMEDES-Zahl b mm charakt. Breite eines Volumenelementes (Substanzgebietes) b mm Teilprozeßraumbreite, Öffnungs-, Zonenweite (mesoskopisch) B - Bestimmheitsmaß B m Prozeßraumbreite (makroskopisch) B Vs/m2 magnetische Induktion Bo - BODENSTEIN-Zahl c - Konstante, Beiwert c g/l Massekonzentration c mol/l Molkonzentration cn l-1 Partikelanzahlkonzentration C As/V elektrische Ladungskapazität d µm Partikelgröße (Partikelgröße, diameter) d mm charakt. Durchmesser eines Volumenelementes (mesoskopisch) d mm Teilprozeßraumdurchmesser, Öffnungsdurchmesser, Zonendurchmesser dp m Porengröße D m Prozeßraumdurchmesser (makroskopisch) D m2/s Diffusionskoeffizient e As Elementarladung E N/mm2 Elastizitätsmodul E V/m elektrische Feldstärke E Nm Energie Eu - EULER-Zahl f - Funktion f s-1 Frequenz ff - Fließfaktor ffc - Fließfunktion F N Kraft Fr - FROUDE-Zahl g m/s2 Erdbeschleunigung G N/mm2 Gleitmodul h mm charakt. Höhe eines Volumenelementes (mesoskopisch) h mm Teilprozeßraumhöhe, Zonenhöhe (mesoskopisch) H m Prozeßraumhöhe (makroskopisch) H A/m magnetische Feldstärke I A elektrischer Strom k - Konstante, Koordinationszahl k s-1 Stoffumwandlungs-Geschwindigkeitskonstante k kg/(m2*s) molekul. Stofftransportkoeffizient (Durchgang) l mm charakt. Länge eines Volumenelementes (mesoskopisch) l mm Teilprozeßraumlänge, Zonenlänge (mesoskopisch) L m Prozeßraumlänge (makroskopisch)
Lj - LJA SC ENKO-Zahl m kg Masse m kg/h Massenstrom
M Nm Moment M g/mol Molmasse n - Exponent,
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n - Kompressibilitätsindex n - Partikelanzahl, Molzahl n min-1 Drehzahl N - Partikelgesamtanzahl p kPa Druck (pressure) P kW Leistung (power) P - Wahrscheinlichkeit (probability) q m-1 Verteilungsdichtefunktion (z.B. dQ/d(d)) Q - Verteilungsfunktion (quantil) Q As elektrische Ladung Q J/s Wärmestrom rxy - Korrelationskoeffizient r mm charakt. Radius eines Volumenelementes (mesoskopisch) r mm Teilprozeßraumradius, Öffnungs-, Zonenradius (mesoskopisch) R m Prozeßraumradius (makroskopisch) R kJ/(kmol*K) allgemeine Gaskonstante R V/A elektrischer Widerstand (resistance) Re - REYNOLDS-Zahl Rm - Masseausbringen s - Standardabweichung s mm Weg, Filmdicke, Wandstärke (mesoskopisch) s2 - Varianz S - Poren(volumen-)sättigungsgrad S kg/(m2*h) flächenbezogener Feststoffmassestrom Sc - SCHMIDT-Zahl t s Zeit T - Trennfunktion (Fraktionstrenngrad) T K Temperatur T s Zeitkonstante Tu - Turbulenzgrad u m/s Fluidgeschwindigkeit U m Prozeßraum- o. Teilraumumfang U V elektrische Spannung v m/s Partikelgeschwindigkeit V m3 Prozeßraum- o. Teilraumvolumen (meso- und makroskopisch) V m3/h Volumenstrom
w mm Maschenweite W - Wahrscheinlichkeit W kWh Arbeit (work) We - WEBER-Zahl x - unabhängige Variable x,y,z - räumliche Koordinaten dx, dy, dz mm Abmessungen eines inkrementellen Volumenelementes X - Masseverhältnis, Beladung y - abhängige Variable - Irrtumswahrscheinlichkeit grd Gleitwinkel, Benetzungswinkel, Winkel m-2 Filtermittelwiderstand grd Winkel m-1 spezifischer Filterkuchenwiderstand kg/(s*m
2) molekularer Stofftransportkoeffizient grd Winkel - Porosität, Dehnung
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W/kg Dissipationsrate, (Energie-)dissipation 0 As/(V*m) elektrische Feldkonstante (Influenzkonstante) r - Dielektrizitätskonstante - Feststoffvolumenanteil - Partialdruckverhältnis grd Reibungswinkel, Winkel
s-1 Winkelgeschwindigkeit
- Wahrscheinlichkeitsverteilungsfunktion - Verschiebung grd Winkel s-1 Schergeschwindigkeitsgradient Pa*s dynamische (Fluid-) Viskosität - Trennschärfe - Haftkraftanstieg, Exponent s - Partikelstreuung (Trennschärfekennwert) V - (volumenbezogene) magnetische Suszeptibilität m m3/kg massebezogene magnetische Suszeptibilität - Parameter, Beiwert - Horizontaldruckverhältnis m Mikromaßstab der Turbulenz mm Makromaßstab der Turbulenz - Masseanteil - Reibungskoeefizient 0 N/A2 magnetische Feldkonstante (Induktionskonst.) r - magnetische Permeabilität - Sicherheitsbeiwert, stöchiometrischer Faktor m2/s kinematische (Fluid-) Viskosität °C Temperatur grd Randwinkel grd Prozeßraumneigungswinkel kg/m3 Dichte - Standardabweichung kPa Normalspannung J/m2 Grenzflächenergie (-spannung) 2 - Varianz c kPa einaxiale Druckfestigkeit F kPa Materialzugfestigkeit (Fließgrenze) 1, 2 kPa größte und kleinste Hauptspannung Z kPa dreiachsige Zugfestigkeit kPa Scherspannung c kPa Kohäsion 0 kPa Fließgrenze s-1 Kreisfrequenz - -Zahl mV Zeta-Potential - Partikelmerkmalsgröße, Variable - Partikelformfaktor mV elektrisches Doppelschichtpotential Indizes
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a außen, Unterlauf (apex) A Aufgabe, Ausgang, flächebezogen b Schüttgut (bulk) B Boden, Blase c Druck (compressive), kritisch C COULOMB... d Auslauf (discharge), Ausgang D Druck, Diffusion, Dampf, Düse e effektiv (wirksam), elastisch E Einlauf, Eingang, Entleeren f fluid F Füllen, Feingut, Filter, Filtrat g gasförmig (gaseous), Grenze G Grobgut, Gewicht ges gesamt h horizontal, homogen, hydraulisch H Haft..., Hauptausführung, Homogenisierung i Laufindex Größenklasse, innerer j Laufindex Dichteklasse k Laufindex Stoffkomponente, kontinuierliche Phase krit kritisch K kapillar, Kugel, Kernfluß l liquid ln logarithmisch L Leichtgut, Lager, Luft m massebezogen, mittel M Mischung, Massefluß, Mittelpunkt, Modell, magnetisch max Maximum min Minimum n Anzahl, Normalzustand N Normal... 0 unbelastet, Anfangszustand o oberer, Oberlauf p Partikel pl plastisch P Pore, Packung, Probe, Leistung r Mengenart, Rauhigkeit R Ring, Radius, Rand s Feststoff (solid), stationär st stationär S Oberfläche (surface), Suspension, Schwergut, Scher... ST SAUTER... t Zeit..., zeitabhängig, turbulent T Trenn..., tangential, Trägheit, Tensid Tr Trübe v vertikal, viskos V volumenbezogen w Wand..., Widerstand W Wasser x x-Achse y y-Achse z zentrifugal, Zirkulation, z-Achse zul zulässig Z Zug, Zone, Zelle, Zerkleinerung
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porenvolumenbezogen beeinflußt durch Feststoffvolumenanteil 0 Anzahl als Mengenart (von l0) 1 Länge als Mengenart (von l1) 2 Fläche als Mengenart (von l2) 3 Volumen bzw. die Masse als Mengenart (von l3)
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Blockfließbild der Eisenerzaufbereitung und -verhüttung nach dem Rennverfahren - Vorharzgebiet, 1. Jahrhundert u. Z.
in: Herrmann, J. u. a. , Deutsche Geschichte, Bd 1, Deutscher Verlag der Wissenschaft, Berlin 1982
Abbau des Raseneisenerzes
Pochen, Waschen,Schneiden und
Trocknen
Abscheiden derSchlacke
Holzmeiler brennen& Holzkohle
pochen
Holz fällen,transportieren,
spalten und trocknen
O F E N B A U
T R O C K N U N G
V O R H E I Z U N G
Pochen d. Schlackezur Gewinnung
der Eisengranalien
Anlegen vonAusheizherden
Zubereitung vonSchweißpulver
R E N N P R O Z E S S
A U S H E I Z U N G
A U S B R I N G E N D E RR O H L U P P E N
S C H M I E D E NV E R S C H W E I S S E N
B A R R E N oderG E R Ä T S C H A F T E N
Granalien