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Experimentelle und modellbasierte Untersuchungen zum Einfluss der Granulatstruktur auf die mechanischen Granulateigenschaften

 
: Eckhard, Susanna
: Heinrich, Stefan; Teipel, Ulrich; Fries, Manfred

Göttingen: Cuvillier, 2015, V, 197 pp.
Zugl.: Hamburg-Harburg, TU, Diss., 2015
SPE-Schriftenreihe, 3
ISBN: 3-7369-9100-2
ISBN: 978-3-7369-9100-2 (Print)
ISBN: 978-3-7369-8100-3 (eBook)
German
Dissertation
Fraunhofer IKTS ()

Abstract
Gegenstand der vorliegenden Arbeit war die Erarbeitung und Wichtung von Korrelationen zwischen inneren Strukturparametern von Sprühgranulaten und deren mechanischen Eigenschaften. Für die reproduzierbare Quantifizierung einzelner innerer Strukturparameter auf Mikro- und Makrostruktur-ebene, wie Schalendicke, Makroporosität, Zusammensetzung der Probe aus Voll- und Hohlgranalien und Mikroporosität, wurde im Rahmen der Arbeit eine Methode auf Basis der Bildauswertung von rasterelektronenmikroskopisch aufgenommenen Schliffbildern weiter entwickelt. Ausgangspunkt der experimentellen Untersuchungen bilden Al2O3-Sprühgranulate, die unter definierter Variation der Suspensionseigenschaften, wie Partikelgröße, Breite der Größenverteilung der Primärpartikel, Feststoffgehalt, Abstoßungskräfte der Primärpartikel, Additivart und -menge, hergestellt wurden. Ein zweiter Schwerpunkt der Arbeit bestand in Aufbau und Kalibrierung eines an realen inneren Granulatstruktureigenschaften orientierten DEM-Modells. Basierend auf diesem Modell wurden in Simulationen einzelne Strukturparameter, die experimentell nicht unabhängig voneinander variiert werden konnten, in Bezug auf ihren Einfluss auf die mechanischen Granulateigenschaften ergänzend analysiert.

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1 Motivation und Zielstellung // 2 Grundlagen und Literaturübersicht / 2.1 Gezielte Partikelagglomeration mittles Sprühtrocknung / 2.2 Die Suspension als Basis für die Strukturentstehung / 2.3 Strukturentstehung bei der Sprühtrocknung / 2.4 Strukturbewertung / 2.5 Mechanische Granulateigenschaften / 2.6 Diskrete Elemente Modellierung DEM // 3 Präzisierte Zielstellung der Arbeit // 4 Experimentelle Vorgehensweise / 4.1 Granulatherstellung und Granulatauswahl / 4.2 Granulatcharakterisierung / 4.3 Diskrete Elemente Modellierung DEM // 5 Ergebnisse und Diskussion / 5.1 Aufbau eines Diskrete Elemente Modells / 5.2 Experimentelle Untersuchung der Korrelationen zwischen innerer Granulatstruktur und mechanischen Granulateigenschaften / 5.3 Modellbasierte Untersuchung der Korrelationen zwischen innerer Granulatstruktur und mechanischen Granulateigenschaften / 5.4 Anwendung der Ergebnisse zum rekursiven Strukturdesign // 6 Zusammenfassung und Schlussfolgerungen