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Mechanische Verfahrenstechnik - Porosität

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Mechanische Verfahrenstechnik

Porosität

Gerade bei der Betrachtung des Durchströmungsverfahrens gilt es die Porosität zu bestimmen. Die Porosität stellt einen Anteil des Gesamtvolumens dar und wir formal ermittelt durch:

$ \epsilon = \frac{\text{Hohlraumvolumen}}{\text{Gesamtvolumen}} $

$ \epsilon = \frac{V_H}{V} = 1 - \frac{V_S}{V} $ wobei $ 0 < \epsilon < 1

Kennzahlen: $ \epsilon $ = Porosität, $ V_H $ = Hohlraumvolumen, $ V $ = Gesamtvolumen, $ V_S $ = Feststoffvolumen.

Merke

Hier klicken zum AusklappenEine Angabe der Porosität erlaubt Rückschlüsse auf den Hohlraum zwischen den Partikeln und den Kanälen, die die Partikel durchziehen. Sackporen, also Poren, die nicht durch das Partikel hindurch reichen, sind für die Durchströmung nebensächlich und werden oft vernachlässigt.

Das gesamte Partikelkollektiv bezeichnet man als poröses System.

Unterteilung poröser Systeme

Poröse System können unterteilt werden in:

  • durchströmbare poröse Schichten – Hierzu zählen Schüttungen oder Gewebe
  • nicht durchströmbare poröse Schichten – Hierzu zählen feste Schäume oder Dämmplatten.

Typen poröser Schichten

Ferner können poröse Systeme

  • Festkörper (Gestein)
  • Faserschichten, Schüttschichten (Kies $\rightarrow $ ruhende, gegenseitig berührende und fixierende Partikel)
  • Wirbelschichten (Suspension $ \rightarrow $ nicht ruhende, kurzzeitig berührende nicht fixierende Partikel)

sein.

Definition der Raumerfüllung

Die Raumerfüllung bezeichnet den Festvolumenanteil des Gesamtraumes, also den Partikelvolumenanteil $ \varphi $ und wird formal beschrieben durch:

$ c_V = \varphi = \frac{\text{Partikelvolumen}}{\text{Gesamtvolumen}}

$ c_V = \frac{V_S}{V} = 1 - \epsilon $

Kennzahlen: $ c_V = \varphi $ = Raumerfüllung/Partikelvolumen, $ V_S $ = Feststoffvolumen, $ V $ = Gesamtvolumen.