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Messservice: Fließfähikeit von Pulvern und Schüttgütern

Messung der einachsigen Verdichtung von Schüttgütern

Betrachtet man ein Schüttgut, so ist dieses verschiedenen äußeren Kräften ausgesetzt. Bei der Lagerung eines Schüttgutes in einem Silo wird der Druck, dem das Schüttgut ausgesetzt ist mit zunehmender Tiefe größer. Dabei wird die Packungsdichte der Partikel größer (die Dichte des Schüttgutes steigt).

Anders als bei Flüssigkeiten, die idealerweise inkompressibel sind, ändert sich bei Schüttgütern unter Belastung die Packungsdichte der Partikel, was einen großen Einfluss auf das Verhalten nach sich zieht. Je geringer der Partikelabstand ist, werden die Kontaktflächen zwischen der Partikeln größer und der Einfluss der Haftkräfte zwischen den einzelnen Partikeln wird größer.

Die Schüttgutdichte(ρb) beschreibt das Verhältnis aus der Masse(m) des Schüttgutes zu dem eingenommenen Volumen(V). Die Dichte eines Schüttgutes bei einem Druck von P = 0 wird als Schüttdichte (ρb0) bezeichnet.

Insbesondere bei kohäsiven Materialien ist die sich einstellende Schüttgutdichte nicht vollständig reversibel und hat eine Hysterese.

Beim befüllen eines Behälters oder bei Massenfluss im Schaft, wenn keine Scherbewegung im Schüttgut stattgefunden hat, unterliegt das Schüttgut der einachsigen Verdichtung. Durch Scherung nach Materialfluß ist eine weitere Umorientierung der Partikel zueinander möglich, so das sich eine meist höhere Dichte einstellt.

Bei der Messung des Fließortes messen wir die Dichte unter Einwirkung von Druck- und Scherbelastung gleichzeitig mit. Auch wenn die DIN nur die einachsige Verdichtung berücksichtigt, können beide Arten der Verdichtung später in die automatischen Auswertungen einbezogen werden.

 

 

Beispiel einer Messung der einachsialen Verdichtung eines Schüttgutes

file name DE1a.de EVALUATION REPORT COMPRESSION DENSITY
date03 May 2016
material validation powder
operator MB
client shear-test.com
note 

device ST200AUTO
shear cell ST30.cel 

  
ρ(σ) = 22.649 * ln( σ ) + 428 kg/m³


ρ0ρ(1kPa)ρ(5kPa)ρ(10kPa)ρ(15kPa)ρ(20kPa)ρ(30kPa)
[kg/m³][kg/m³][kg/m³][kg/m³][kg/m³][kg/m³][kg/m³]
428 585 621 637 646 652 662

 

density measurement graph

 

Schüttgutanalyse Messungen und Auswertungen von physikalischen Eigenschaften von Pulvern und Schüttgütern Dichtemessung von Schüttgütern Dichtefunktion eines Schüttgutes