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Mechanische Verfahrenstechnik - Dispersitätsgrößen und geometrische Abmessungen

Kursangebot | Mechanische Verfahrenstechnik | Dispersitätsgrößen und geometrische Abmessungen

Mechanische Verfahrenstechnik

Dispersitätsgrößen und geometrische Abmessungen

Inhaltsverzeichnis

In der Verfahrentechnik verfolgen wir eigentlich immer den Zweck eine oder mehrere stoffliche Umwandlung(en) vorzunehmen. Neben dem zu wählenden Verfahren für eine Umwandlung ist es auch besonders wichtig Größen zu definieren mit deren Hilfe sich das Ergebnis und der Erfolg einer Stoffumwandlung bemessen lässt. 

Messung mit Hilfe eines Mikroskops
Messung mit Hilfe eines Mikroskops

 

Merke

Hier klicken zum AusklappenAus diesem Grund müssen wir unsere disperse Phase kennzeichnen unabhängig ob es sich um einen Partikel, einen Tropfen oder eine Blase handelt. Erfolgversprechend wird die Auswertung einer Stoffumwandlung immer nur dann, wenn die Kennzeichnung eine physikalische Größe ist, welche sich mit Messgeräten erfassen und darstellen lässt. 

Dispersitätsgröße

Die Dispersitätsgröße (variiert) ist die physikalische Größe, die bei einer Stoffumwandlung genutzt wird um eine Änderung zu beschreiben. Welches charakteristisches Merkmal (Leitfähigkeit, Größe, etc) untersucht werden kann, hängt davon ab ob es sich um eine messbare Eigenschaft eines Partikels oder Partikelkollektivs handelt. Gemein haben alle Dispersitätsgrößen, dass sie aus einem Zahlenwert und einer zugehörigen Maßeinheit bestehen. 

Obwohl es uns eigentlich zusteht prinzipiell jede Form von Dispersitätsgröße (bspw. der Geschmack/Geruch) zu wählen, fällt die Betrachtung beinahe immer auf physikalische (kommender Kurstext) und/oder geometrische Dispersitätsgrößen

Geometrische Dispersitätsgrößen

Diese Größen beschreiben entweder Längen-, Flächen- oder Volumenmaße.

  • Länge $x \rightarrow $ Angabe in $m$
  • Projektionsfläche $ x^2 \rightarrow $ Angabe in $ m^2 $
  • Oberfläche $ x^2 \rightarrow $ Angabe in $ m^2 $
  • Volumen $ x^2 \rightarrow $ Angabe in $ m^3 $

Reguläre Körper

Handelt es sich um Kugeln, Ellipsen oder Quadern spricht man von regulären Körpern bei denen es meist genügt die Hauptabmessungen zu bestimmen:

  • Kugel $\rightarrow $ Durchmesser der Kugel
  • Ellipse $ \rightarrow $ Länge der Ellipsenachsen
  • Quader $ \rightarrow $ Kantenlängen

Mit den obigen Angaben känn ein entsprechendes disperses System eindeutig beschrieben werden. 

Irreguläre Körper

Anders verhält es sich bei unregelmäßig geformten Partikeln. Hier können keine Hauptabmessungen bestimmt werden, weshalb man statistische Längen zur Charakterisierung nutzt. 

In der nächsten Abbildung siehst du statistische Partikelgrößenmaße:

 SKIZZE

Hier die zugehörigen statistischen Größen:

  • $ x_{Fe} = $ Ferretdurchmesser $\rightarrow $ Projektion der Partikelumrisse auf eine Senkrechte zur Messrichtung
  • $ x_{Ma} = $ Martin-Durchmesser $\rightarrow $ Flächenhalbierende in Messrichtung
  • $ x_{Na} = $ Nassenstein-Durchmesser $\rightarrow $ Bestimmung: 1. Tangente parallel zur Messrichtung an das Partikel legen. $ x_{Na}$ entspricht der Länge einer Sehne im Partikel, die senkrecht auf dieser Tangente im Berührungspunkt steht.
  • $ x_{c, max} = $ Längste Sehne in Messrichtung $\rightarrow $ Gibt die größte Länge in Messrichtung wieder. 

Beachte!: Je nach Messrichtung ändern sich die statistischen Durchmesser. Zudem sind die einzelnen Teilchen und Teilchengruppen meist unregelmäßig geformt, wodurch eine eindeutige Bemaßung schwierig bis unmöglich ist. Die Lösung bringt der Aquivalenzdurchmesser, welcher auf Basis unterschiedlicher Dispersitätsgrößen gebildet wird. 

Hinweis

Hier klicken zum AusklappenMit diesem beginnen wir im nachfolgenden Kurstext.