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Messservice: Fließfähikeit von Pulvern und Schüttgütern

Messung der Wandreibung/ Wandfließort

 

Die Wandreibung eines Schüttgutes, ist maßgeblich am Druck- und Fließverhalten im Silo beteiligt. Die Messung des Wandfließortes ist ähnlich der Messung der inneren Reibung eines Schüttgutes. Der einzige Unterschied ist, dass die Reibung auf der Wandprobe erfolgt.

Ähnlich der Haft- und Gleitreibung aus der Körperphysik, findet sich auch bei der Reibungsmessung zwischen Schüttgütern und Wandoberfläche eine Spannungsspitze die überschritten werden muss um das Schüttgut auf der Oberfläche in Bewegung zu versetzen. Das anschließend anhaltende gleiten auf der Oberfläche findet dann bei gleicher oder kleinerem Reibungswiederstand statt. Bei viskoelastischen Materialien, kommt es manchmal auch zu einem ständigen Wechsel zwischen der Haft- und Gleitreibung auf der Wandoberfläche. Man nennt das ein Slip-Stick-Effekt. Dies zeigt sich manchmal durch Silohupen in der Anwendung.

Zur Messung der Abhängigkeit, des Reibungswiederstandes zur Druckbelastung, wird der resultierende Wandfließort in Stufen von steigenden Belastungen gemessen. Anders als bei Festkörpern ist durch Umlagerung von Partikeln in der Geitebene die Wandreibung nicht sofort voll mobilisiert. Durch wiederholtes scheren bei gleicher Spannung kann die Umorientierung erfolgen, bis der Reibungswiederstand maximal wird. Dies beschreibt dann das Ergebniss der Messung für diese Normalspannung.

Auch die Oberfläche kann sich durch die scherbewegung des Schüttgutes auf der Wandoberfläche ändern. Das kann einen steigenden Reibungskoeffizienten z.B. durch Ablagerung von Material in oder auf der Wandoberfläche zur Folge haben oder auch stark sinkende Reibungskoeffizienten z.B. durch Glättung der Oberfläche. Diese Veränderung kann im Betrieb die Druckbelastung in Silos um mehrere hundert Prozent ansteigen lassen und so zum Versagen führen.

In einem extra Test simulieren wir die Scherbelasung auf der Wandoberfläche über einen gewissen Zeitraum und messen die Veränderungen des Reibungskoeffizienten.

Zur Messung des Wandfließortes benötigen wir eine oder mehrere Proben Ihres verwendeten Wandmaterials. Die Wandprobe kann rund oder sechseckig sein. Der Zuschnitt kann auch bei uns erfolgen. Für Standartmaterialien wie Baustahl, Edelstahl, verschiedene Kunststoffe, Teflon oder Keramik können wir auch Probenmaterial anbieten.

 

 

Beispiel einer Messung der Wandreibung

 

file name WF1a.wf EVALUATION REPORT WALL FRICTION
date03 May 2016
material VA
operator MB
client SHEAR-TEST.com
device ST200AUTO
shear cellST30.cel
note 

 

WALL FRICTION STRESSES
σw ◯Τw, s μs φw, s ◻Τw, d μd φw, d
[Pa] [Pa] deg [Pa] deg

4982 882 0.177 10.2 807 0.162 9.4
             
...            
             
24596 4078 0.166 9.6 3804 0.155 8.9

linear approximation of static friction Τm(σ) = σ * μs + adhesions
φs 9.4 deg angle of static friction
Τs = 71 Pa adhesion of static friction
Rs = 0.999 coefficient of correlation static friction

linear approximation of dynamic friction Τs(σ) = σ * μd + adhesiond
φd = 8.7 deg angle of dynamic friction
Τd = 0 Pa adhesion of dynamic friction
Rd = 0.999 coefficient of correlation dynamic friction


 

Schüttgutanalyse Messungen und Auswertungen von physikalischen Eigenschaften von Pulvern und Schüttgütern Fließort