Jetzt neu: Steuerrecht online lernen auf steuerkurse.de!
ZU DEN KURSEN!

Mechanische Verfahrenstechnik - Sichten von Partikeln

Kursangebot | Mechanische Verfahrenstechnik | Sichten von Partikeln

Mechanische Verfahrenstechnik

Sichten von Partikeln

Unter dem Sichten erfasst man alle Strömungstrennverfahren. Wir unterscheiden hier das Hydroklassieren (Nassstromklassieren) und das Aeroklassieren. Letzteres findet sich in der Fachliteratur nicht selten unter dem Namen Windsichtung

Das Sichten der Partikelgrößen erfolgt durch eine genau definierte Luftströmung, der die Partikel ausgesetzt werden. Dabei ist die Sinkgeschwindigkeit das Trennungsmerkmal, welches sich aus dem Verhältnis von Schwerkraft/Trägheitskraft zu Strömungswiderstand im Gasstrom errechnen lässt. Man unterscheidet hier zwischen Gegenstrom- und Querstromsichtung je nach Richtung [Vertikal und horizontal] der Anströmung. 

Merke

Hier klicken zum AusklappenIn den meisten Strömungstrennverfahren besitzt die Strömung einer turbulente Erscheinung. 

In der nachfolgenden Abbildung findest du eine schematische Darstellung der Schwerkraftsichtung (Steigrohrsichtung):

Schwerkraftsichtung mit Gegenstrom-Prinzip
Schwerkraftsichtung mit Gegenstrom-Prinzip

Neben der Schwerkraft-Gegenstromsichtung exisistieren noch folgende Ausführungen:

  • Schwerkraft-Querstromsichtung
  • Schwerkraft-Zickzacksichtung
  • Schwerkraft-Vibratorsichtung
  • Schwerkraft-Horizontalstromsichtung
  • Fliehkraft-Gegenstromsichtung
  • Fliehkraft-Querkraftsichtung
  • Fliehkfraft-Streutellersichtung
  • Fliehkraft-Sichtung mit ruhendem oder umlaufenden Sichtraum

Gegenstromsichtung

Wie in der Abbildung ersichtlich, ist bei der Gegenstromsichtung die Luftgeschwindigkeit der Sinkgeschwindigkeit der Partikel $ w_f $ entgegengerichtet. Fallen die Partikel bei der Untersuchung herab, so übersteigt die Sinkgeschwindigkeit die Luftgeschwindigkeit (große Partikel). Steigen die Partikel hingegen auf, so unterliegt die Sinkgeschwindigkeit der Anströmgeschwindigkeit (kleine Partikel).

Formal gilt:

Methode

Hier klicken zum Ausklappen$ w_f > v \rightarrow $ Grobgut (sinkt)

$ w_f < v \rightarrow $ Feingut (steigt auf)

$ w_rel = v - w_f $

Kennwerte: $ w_f $ = Sinkgeschwindigkeit der Partikel, $ v $ = Luftgeschwindigkeit, $ w_{rel} $ = Relativgeschwindigkeit zwischen Luft und Partikel,  / Anströmgeschwindigkeit der Partikel durch die Luft

Für die Partikelgrößen an der Trenngrenze gilt bei einer laminaren Strömung [ Re < 1] :

Methode

Hier klicken zum Ausklappen$ d_{st, t} = \sqrt{18 \eta \cdot v}{\rho_p \cdot g} $

Kennwerte: $ d_{st, t}$ = Trennkorngröße, $ g $ = Erdbeschleunigung, $ \eta $ = Viskosität der Luft, $ v $ 0 Luftgeschwindigkeit, $ \rho_p $ = Dichte des Partikels. 

Liegt eine Fliehkraft-Gegenstromsichtung vor, so sind die radial auftretenden Komponenten der Geschwindigkeit entscheidend für das Trennverhalten. Die Sinkgeschwindigkeit der Partikel richtet sich hier nach außen. 

Querstromsichtung 

Die Querstromsichtung kennzeichnet, dass die Probe nicht mehr gegenläufig zur Sinkrichtung sondern quer zur Richtung der Sinkgeschwindigkeit angeströmt wird. Tritt ein Partikel in den Strom ein, so wird dieser beschleunigt und von seiner Ursprungsbahn abgelenkt.

Je nach Gewicht eines Partikels fällt die Ablenkung unterschiedlich stark aus.

  • Die Leichtgutpartikel erfahren die stärkste Ablenkung und werden durch den Luftstrom mitgeschleppt.
  • Schwergutpartikel hingegen werden vergleichsweise gering abgelenkt.

In der nachfolgenden Abbildung, siehst du das Schema einer Querstromsichtung:

Querstromsichtung
Querstromsichtung

Im Vorfeld ist zu beachten, dass mögliche Agglomerate getrennt werden ohne dabei eine Zerkleinerung zu verursachen. 

Trennergebnisse des Sichtens

Um ein solides Trennergebnis zu erhalten, gilt es zu beachten, dass

  • die Dosierung konstant erfolgt und
  • der zu trennende Stoff gut dispergierbar ist.

Werden hohe Trennleistungen gefordert, so eignet sich besonders der Querstrom-Umlenksichter.  Hier können Trenngrößen bis $ 1 \mu m $ erreicht werden. 

Querstrom-Umlenk-Sichter - Prinzip
Querstrom-Umlenk-Sichter - Prinzip

 Bei dieser Bauweise des Sichters wird der Querstrom genutzt um die Partikelsegemente umzulenken.