Vorwort | 5 |
1 Einleitung | 13 |
2 Beschreibung von Partikeln und Partikelkollektiven | 17 |
2.1 Disperse Systeme | 17 |
2.2 Der Äquivalentdurchmesser als Feinheitsmerkmal | 18 |
2.3 Die spezifische Oberfläche als Feinheitsmerkmal | 20 |
2.4 Verteilungskurven | 22 |
2.5 Standard-Verteilungen | 24 |
2.6 Kenngrößen aus Verteilungen | 26 |
2.7 Verfahren zur Partikelgrößenanalyse | 26 |
2.8 Verfahren zur Oberflächenbestimmung | 37 |
2.9 Übungsaufgaben | 39 |
2.9.1 Übungsaufgabe Partikelgrößenverteilung | 39 |
2.9.2 Übungsaufgabe Oberflächen | 40 |
2.10 Formelzeichen für Kapitel 2 | 41 |
3 Bilanzierung und Beschreibung von Trenn- und Mischvorgängen | 43 |
3.1 Konzentrationsmaße | 43 |
3.2 Bilanzierung | 45 |
3.3 Abscheidegrad | 46 |
3.4 Verteilungsdiagramm | 47 |
3.5 Trenngrad | 50 |
3.6 Kenngrößen der Abscheidung: Trennkorngröße und Trennschärfe | 51 |
3.7 Kennzeichnung des Mischungszustands | 52 |
3.8 Mischungszusammensetzung und Probengröße | 54 |
3.9 Mischgüte und Mischzeit | 56 |
3.10 Übungsaufgaben | 57 |
3.10.1 Übungsaufgabe Bilanzierung | 57 |
3.10.2 Übungsaufgabe Homogenität | 58 |
3.11 Formelzeichen für Kapitel 3 | 59 |
4 Trennung von Partikeln in Kraftfeldern | 63 |
4.1 Trennung im Schwerefeld | 63 |
4.1.1 Stationäre Sinkbewegung im Schwerefeld | 63 |
4.1.2 Ölabscheider | 74 |
4.1.3 Sedimenter | 76 |
4.1.4 Windsichter | 80 |
4.1.5 Staubkammer | 81 |
4.1.6 Nassstromklassierung | 83 |
4.2 Trennung im Fliehkraftfeld | 84 |
4.2.1 Partikelbewegung im Zentrifugalfeld | 84 |
4.2.2 Sedimentationszentrifuge | 89 |
4.2.3 Zyklone | 95 |
4.2.4 Tropfenabscheider | 99 |
4.2.5 Abweiseradsichter | 100 |
4.3 Trennung im elektrischen Feld | 103 |
4.3.1 Elektroentstauber | 103 |
4.3.2 Erzeugung der Ladungen und Aufladung der Partikeln | 104 |
4.3.3 Partikelbewegung im elektrischen Feld | 106 |
4.3.4 Abscheidung an der Niederschlagselektrode | 111 |
4.4 Übungsaufgaben | 112 |
4.4.1 Übungsaufgabe Sedimenter | 112 |
4.4.2 Übungsaufgabe Steigrohrsichter | 113 |
4.4.3 Übungsaufgabe Zentrifuge | 114 |
4.4.4 Übungsaufgabe Zyklon | 115 |
4.4.5 Übungsaufgabe Elektroabscheider | 115 |
4.5 Formelzeichen für Kapitel 4 | 116 |
5 Durchströmung von Partikelschichten | 119 |
5.1 Ruhende Schüttungen konstanter Dicke (Festbetten) | 119 |
5.1.1 Druckverlustgleichung | 119 |
5.1.2 Porosität und Schüttdichte | 121 |
5.1.3 Hydraulischer Durchmesser einer Schüttung | 124 |
5.1.4 Durchströmungsgleichung für Schüttungen | 128 |
5.1.5 Laminare Schüttungsdurchströmung | 129 |
5.2 Kuchenfiltration | 130 |
5.2.1 Herleitung der Filtergleichung | 130 |
5.2.2 Filtration bei konstantem Volumenstrom | 133 |
5.2.3 Filtration bei konstantem Druck | 134 |
5.3 Filterapparate für Suspensionen | 135 |
5.3.1 Rahmenfilterpresse | 135 |
5.3.2 Vakuumfilter | 139 |
5.4 Filterzentrifugen | 145 |
5.5 Staubfiltration | 150 |
5.6 Wirbelschichten (Fließbetten) | 153 |
5.7 Pneumatische Förderung | 157 |
5.7.1 Einsatzbedingungen und Förderzustände | 157 |
5.7.2 Zustandsdiagramm einer Förderanlage | 159 |
5.7.3 Dünnstromförderung | 161 |
5.7.4 Dichtstromförderung | 162 |
5.8 Übungsaufgaben | 169 |
5.8.1 Übungsaufgabe Schüttschicht | 169 |
5.8.2 Übungsaufgabe Druckfilter | 170 |
5.8.3 Übungsaufgabe Bandfilter | 171 |
5.8.4 Übungsaufgabe Wirbelschicht | 172 |
5.9 Formelzeichen für Kapitel 5 | 173 |
6 Oberflächenprozesse | 177 |
6.1 Feststoffzerkleinerung | 178 |
6.1.1 Bindungen und Materialeigenschaften | 178 |
6.1.2 Materialverhalten und Formänderungsarbeit | 179 |
6.1.3 Bruchbedingung | 181 |
6.1.4 Zerkleinerungsenergie und Partikelgröße | 185 |
6.1.5 Zerkleinerungshypothesen | 186 |
6.1.6 Wirkungsgrade, Effektivität und Mahlbarkeit | 188 |
6.1.7 Beanspruchungsarten | 189 |
6.1.8 Druckzerkleinerung | 190 |
6.1.9 Schlagzerkleinerung | 198 |
6.1.10 Prallzerkleinerung | 203 |
6.1.11 Schneidzerkleinerung | 208 |
6.2 Flüssigkeitszerstäubung | 210 |
6.2.1 Einsatzbeispiele | 210 |
6.2.2 Oberflächenspannung und Zerstäubungsenergie | 211 |
6.2.3 Tropfenbildungsmechanismen | 214 |
6.2.4 Zerstäuberdüsen | 219 |
6.3 Dispergierung in flüssiger Phase | 221 |
6.3.1 Anwendung | 221 |
6.3.2 Mechanismen beim Emulgieren | 222 |
6.3.3 Stabilisierung | 224 |
6.3.4 Emulgierapparate | 224 |
6.4 Agglomeration | 227 |
6.4.1 Einsatzbeispiele | 227 |
6.4.2 Bindemechanismen und Verfahren | 228 |
6.4.3 Anschmelzagglomeration (Sintern) | 228 |
6.4.4 Aufbaugranulation | 229 |
6.4.5 Pressagglomeration | 237 |
6.5 Übungsaufgaben | 240 |
6.5.1 Übungsaufgabe Mahlleistung | 240 |
6.5.2 Übungsaufgabe Mahlbarkeit | 241 |
6.5.3 Übungsaufgabe Walzenmühle | 241 |
6.5.4 Übungsaufgabe Zerstäubung | 242 |
6.6 Formelzeichen für Kapitel 6 | 243 |
7 Mischprozesse | 247 |
7.1 Einteilung der Mischprozesse | 247 |
7.2 Homogenisiermechanismen | 249 |
7.3 Statisches Mischen | 252 |
7.4 Dynamisches Mischen von Flüssigkeiten (Rührtechnik) | 254 |
7.4.1 Rührertypen | 254 |
7.4.2 Dimensionsanalytische Betrachtung | 257 |
7.4.3 Leistungscharakteristik einer Rühranordnung | 260 |
7.4.4 Trombenbildung und Froudezahl | 263 |
7.4.5 Homogenisieren durch Rühren | 266 |
7.4.6 Suspendieren | 270 |
7.4.7 Emulgieren | 272 |
7.4.8 Begasen | 273 |
7.4.9 Wärmeaustausch | 276 |
7.4.10 Maßstabsvergrößerung von Rühranordnungen | 277 |
7.5 Dynamisches Mischen körniger Stoffe | 281 |
7.6 Teilen und Verteilen | 285 |
7.7 Übungsaufgaben | 288 |
7.7.1 Übungsaufgabe Leistungscharakteristik | 288 |
7.7.2 Übungsaufgabe Homogenisierung | 289 |
7.7.3 Übungsaufgabe Maßstabsvergrößerung | 289 |
7.8 Formelzeichen für Kapitel 7 | 290 |
8 Lösungen der Übungsaufgaben | 295 |
Literaturverzeichnis | 315 |
Sachregister | 317 |
Personenverzeichnis | 327 |