Duisburg, Universiẗat, Diss., 2000.

Zugl.: Magdeburg, Univ., Diss., 2008

Techn. Universiẗat, Habil.-Schr., 2004--Chemnitz.

Für nanoskalige Füllpartikel, die stark zum Agglomerieren tendieren, ist das Ultraschalldispergieren mittels Sonotrode eine geeignete Methode, um Agglomerate hinreichend gut zu entbündeln. Um dabei die optimalen Ultraschallparameter ermitteln zu können, ist es nötig, das effektive Dispergiervolumen, in welchem die Agglomerate durch Kavitation aufgebrochen werden, zu kennen. Die hier vorgestellte CAD-basierte Methode zur Berechnung des effektiven Dispergiervolumens ist dabei deutlich weniger zeitintensiv als die bisher üblicherweise verwendete analytische Methode.

Für nanoskalige Füllpartikel, die stark zum Agglomerieren tendieren, ist das Ultraschalldispergieren mittels Sonotrode eine geeignete Methode, um Agglomerate hinreichend gut zu entbündeln. Um dabei die optimalen Ultraschallparameter ermitteln zu können, ist es nötig, das effektive Dispergiervolumen, in welchem die Agglomerate durch Kavitation aufgebrochen werden, zu kennen. Die hier vorgestellte CAD-basierte Methode zur Berechnung des effektiven Dispergiervolumens ist dabei deutlich weniger zeitintensiv als die bisher üblicherweise verwendete analytische Methode.

Die Partikelinteraktionen in Suspensionen führen zu charakteristischen Phänomenen wie Partikel-agglomeration und Segregation. In dieser Arbeit werden Beiträge zu diesen Vorgängen am Beispiel einer Stahlschmelze und in Pumpbeton untersucht. Es wurden Agglomerationsmodelle für die Kollision kugelförmiger und nichtkugelförmiger nichtmetallischer Einschlüsse in Stahl entwickelt. Diese zeigen eine erhöhte Kollisionsrate für Partikelcluster und den Einfluss der Lubrikationskräfte für größere Partikel, die der Agglomeration entgegen wirken. Für kleinere Partikel dominieren Van der Waals Kräfte. In dichten Suspensionen wie Beton sind Segregationseffekte wie die Ausbildung einer Gleitschicht an der Rohrwand relevant. Es wurden zwei Mechanismen identifiziert und beschrieben, die zur Segregation in einem Modellbeton führen und der Einfluss auf den Pumpdruck wurde betrachtet. DEM Simulationen des Pumpprozesses zeigen die starke Neigung zur Segregation für Partikel mit hoher Reibung und den Viskositätseinfluss der Fluidmatrix. Zusätzlich wird ein DEM-Modell für deformierbare Partikel vorgestellt und mit experimentellen Daten verglichen.