Bewertung der Fließeigenschaften von Schüttgütern

Die Dichte berücksichtigen

Bewertung der Fließeigenschaften von Schüttgütern

1 Zusammenhang zwischen Spaltbreite b und Fließfähigkeit ff_c nach der Dimensionierungsgleichung für Entnahmeöffnungen bei einer Verfestigungsspannung σ₁= 3 kPa für verschiedene Schüttgüter mit unterschiedlichen Dichten • Interrelation between outlet diameter d_A and flowability ff_c acc. to the dimensioning equation for sampling outlets at a consolidation stress σ₁ = 3 kPa for different bulk products with different densities

2 Ebener Modellbehälter für die Entnahmeversuche: Links: Modellsilo nach dem Füllen, Mitte: Entnahme im Massenfluss, Rechts: Entnahme im Kernfluss • Plane model vessel for sampling tests: Left: Model silo after filling, Centre: Sampling in the mass flow, Right: Sampling in the core flow

3 Fließfähigkeit ff_c nach Jenike in Abhängigkeit vom Verhältnis Zentralwert x_50;3/Standardabweichung σ_ζder zweiparametrigen LNVT • Flowability ff_c according to Jenike in dependence on the ratio of central value x_50;3/standard deviation σ_ζof the two parameter log-normal distribution

4 Fließfähigkeit ff_c nach Jenike für Getreideschrot in Abhängigkeit vom Teilchengrößenmasseanteil H₃(x) des kohäsiven Feingutes für Teilchengrößenverteilungen nach der zweiparametrigen LNVT Flowability ff_c according to Jenike for crushed grain in dependence on the particle size mass proportion H₃(x) of the cohesive fine product for particle size di stributions after the two parameter log-normal distribution

5 Fließindex ff_cc nach Carr von Getreideschrot in Abhängigkeit vom Verhältnis Zentralwert x_50;3/Standardabweichung σ_z für Teilchengrößenverteilungen nach der zweiparametrigen LNVT • Flow index ff_cc according to Carr of crushed grain in dependence on the ratio of central value x_50;3/standard deviation σ_z for particle size distributions according to the two parameter log-normal distribution

6 Fließindex ff_cc nach Carr für Getreideschrot in Abhängigkeit vom Teilchengrößenmasseanteil H₃(x) des kohäsiven Feingutes für Teilchengrößenverteilungen nach der zweiparametrigen LNVT
Flow index ff_cc acc. to Carr for crushed grain in dependence on the particle size mass proportion H₃(x) of the cohesive fine product for particle size distributions according to the two-parameter log-normal distribution

7 Funktioneller Zusammenhang zwischen der Fließfähigkeit nach Jenike und dem Fließindex nach Carr • Functional interrelation between the flowability acc. to Jenike and the flow index acc. to Carr

8 Minimaler Auslaufdurchmesser für Getreideschrot in Abhängigkeit vom Verhältnis Zentralwert/Standardabweichung x_50;3/σ_ζder zweiparametrigen logarithmischen Normalverteilung der Partikelgrößenverteilung • Minimum outlet diameter for crushed grain in dependence on the ratio of central value/standard deviation x_50;3/σ_ζof the two parameter log-normal distribution of the particle size distribution

9 Mindestspaltbreite in Abhängigkeit von der Partikelgröße für das störungsfreie Ausfließen von kohäsionslosem Getreideschrot aus einem ebenen Laborbehälter in Abhängigkeit von der Teilchengröße von Gleichkornstoffsystemen und der Trichterneigung als Parameter • Minimum gap width in dependence on the particle size for the trouble-free flowing of cohesion-free crushed grain out of a plane laboratory vessel in dependence on the particle size of unique grain systems and the hopper inclination as parameter

10 Mindestspaltbreite für das störungsfreie Ausfließen von Getreideschrot aus einem ebenen Laborbehälter in Abhängigkeit vom kohäsiven Feingutanteil sowie der Trichterneigung als Parameter • Minimum gap width for the trouble-free flowing of crushed grain out of a plane laboratory vessel in dependence on the cohesive proportion of fine product as well as the hopper inclinations as parameters

11 Vergleich von berechneter zu experimentell ermittelter Spaltbreite in Abhängigkeit von der Fließfähigkeit nach Jenike für die Entnahme von Getreideschrot aus einem Labor-Keiltrichter (Trichterwinkel Θ = 15°) • Comparison of calculated and experimentally determined gap width in dependence on the flowability according to Jenike for the withdrawal of crushed grain from the wedge-shaped laboratory hopper (hopper angle Θ = 15°)

Zusammenfassung: Da die gegenwärtig überwiegend angewendeten Bewertungsmethoden der Fließfähigkeit nach Jenike und Carr häufig zu Fehlinterpretationen führen, wurden Untersuchungen mit Getreideschrot durchgeführt. Ein Vergleich der aus Scherversuchen berechneten Fließfähigkeit nach Jenike mit dem Fließindex nach Carr zeigt zum Teil erhebliche Unterschiede. Ursache ist, dass die Jenike-Klassifizierung die Dichte des Schüttgutes nicht berücksichtigt. Deshalb ist es zutreffender, als Maß für die Fließfähigkeit die für das störungsfreie Ausfließen erforderliche Auslaufweite zu verwenden. Aus Ergebnissen einer theoretischen Analyse und Berechnungen sowie experimentellen Untersuchungsergebnissen erhält man einen hyperbolischen Zusammenhang zwischen Auslaufweite und Fließfähigkeit sowie Schüttgutdichte. Da der Dichteeinfluss umfassend betrachtet wird, sind die Ergebnisse allgemeingültig und deshalb auch auf mineralische Rohstoffe anwendbar.

1 Einführung

Eine Bewertung der Fließfähigkeit erfolgte in der Vergangenheit nach einfach bestimmbaren Schüttgutkenngrößen, z.B. nach dem Böschungswinkel. Weitere Fortschritte wurden durch experimentelle Untersuchungen mit Hilfe von Silomodellen erzielt, aus denen beispielsweise die Mindestabmessung der Auslassöffnung oder der Massestrom ermittelt wurden. Theoretische Dimensionierungsgrundlagen auf der Basis systematischer Stoffuntersuchungen und der Analyse der Spannungs- und Fließverhältnisse im Schüttgut existieren vor allem seit der 2. Hälfte des vorigen Jahrhunderts [1]. Trotz allem gibt...

Prof. Dr.-Ing. habil. Christian Fürll
Leibniz-Institut für Agrartechnik Potsdam-Bornim/Deutschland

Nach dem Studium des Maschinenbaus von 1961 – 1967 und Assistententätigkeit an der Universität Rostock war Christian Fürll seit 1974 am Institut für Mechanisierung Potsdam-Bornim beschäftigt. Am neu gegründeten Leibniz-Institut für Agrartechnik wurde er 1996 zum Leiter der Abteilung „Aufbereitung, Lagerung und Konservierung“ berufen. Er hielt über mehr als 15 Jahre verfahrenstechnische Vorlesungen an der Universität Rostock. Der Titel „apl. Prof.“ wurde ihm 1998 von der Universität Rostock verliehen.

Dr. rer. agr. Dipl.-Ing. Thomas Hoffmann
Leibniz-Institut für Agrartechnik Potsdam-Bornim/Deutschland

Bis 1991 studierte Thomas Hoffmann an der TU Dresden Maschinenbau in der Fachrichtung Landtechnik. Nach seiner Promotionszeit an der Humboldt-Universität zu Berlin wechselte er 1998 an das Institut für Agrartechnik Potsdam-Bornim (ATB). Am ATB untersuchte er u.a. Fragen zur Konservierung und Zerkleinern von Getreide. Seit 2008 ist er Leiter der Abteilung Technik der Aufbereitung, Lagerung und Konservierung. Seit 2009 hält Herr Hoffmann Vorlesungen an der Humboldt-Universität zu Berlin zur Verfahrenstechnik in der Pflanzenproduktion.

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1 Einführung

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