Benutzer:Verfahrensmechaniker/Segregation-Partikeltrennung

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Literatur:

• Bodenkunde: Buch Bodenkunde und Standortlehre
• Bodenkunde Buch Bodenökologie
• Seigerung (Metallurgie)

Siehe englische Wikipedia: https://en.wikipedia.org/wiki/Particle_segregation

Originaltext, gehört neu formuliert!

Bei der Partikelsegregation neigen partikuläre Feststoffe und auch Quasi-Feststoffe wie Schäume dazu , sich aufgrund von Unterschieden in der Größe und auch in physikalischen Eigenschaften wie Volumen, Dichte , Form und anderen Eigenschaften der Partikel, aus denen sie bestehen, zu entmischen. Die Entmischung erfolgt hauptsächlich bei der Pulverhandhabung und ist bei frei fließenden Pulvern ausgeprägt. Eine der effektivsten Methoden zur Kontrolle der Granulatsegregation besteht darin, die Bestandteile der Mischung mithilfe eines Beschichtungsmittels klebrig zu machen. Dies ist besonders nützlich, wenn die Mischung einen hochaktiven Inhaltsstoff wie ein Enzym enthält. Pulver, die von Natur aus nicht frei fließend sind und ein hohes Maß an Kohäsion/Adhäsion zwischen den Zusammensetzungen aufweisen, sind manchmal schwierig zu mischen, da sie zur Bildung von Agglomeraten neigen . Die Partikelklumpen lassen sich in solchen Fällen durch den Einsatz von Mischungen auflösen, die hohe Scherkräfte erzeugen oder das Pulver einer Stoßbelastung aussetzen. Wenn diese Pulver jedoch gemischt wurden, sind sie aufgrund der relativ hohen Kräfte zwischen den Partikeln, die der Bewegung zwischen den Partikeln entgegenwirken und zu einer Entmischung führen, weniger anfällig für eine Entmischung. Die Granulatsegregation wird im industriellen Umfeld auch als „Entmischung“ bezeichnet. Segregationsmechanismen Die fünf wichtigsten Segregationsmechanismen sind Versickerungstrennung Flotationstrennung Auswaschung Transporttrennung Agglomerationstrennung

Versickerung (Perkolation) Beim Sieben kommt es zu starken Schwankungen des Partikeldurchmessers in einer Mischung. Die relative Bewegung der Partikel führt dazu, dass die feineren Partikel die gröberen durchsieben.

Flotation Durch die Vibration der Mischung werden die kleinen Partikel unter die groben Partikel gebracht, was zur Folge hat, dass grobe Partikel näher an der Oberfläche der Mischung liegen.

Auswaschung Bei diesem Mechanismus bilden die leichteren oder flauschigeren Partikel eine „verflüssigte“ Schicht. Nur gröbere Partikel können in die Wirbelschicht eindringen und die feineren Partikel verbleiben in der obersten Schicht.

Transport Die feineren Partikel in einer Mischung können bei vorhandenem Luftstrom in die Luft gelangen. Sie entfernen sich vom Ablagerungspunkt, während die gröberen Partikel dazu neigen, in der Nähe des Ablagerungspunkts zu bleiben.

Agglomeration Es kann vorkommen, dass einige Komponenten Klumpen bilden. Diese Klumpen führen zu einer Inhomogenität der Mischung, da sie lokal viel Material einer Kiste konzentrieren.

Französische Wikipedia Originaltext (gehört neu formuliert) Unter Segregation in körnigen Medien , in angelsächsischen Ländern auch Paranusseffekt genannt , versteht man das Phänomen, dass Partikel unterschiedlicher Größe oder Zusammensetzung dazu neigen, sich zu trennen, wenn sie Kräften wie Rühren, Gießen oder Vibrieren ausgesetzt werden. Die Partikel neigen dann dazu, sich entsprechend ihrer Größe zu gruppieren und Agglomerate oder unterschiedliche Schichten zu bilden. Dieses Phänomen kann durch Kräfte wie die Schwerkraft , die Bewegung von Flüssigkeiten oder andere mechanische Zwänge beeinflusst werden . Dies kann bei körnigen Materialien wie Böden, Pulvern, Körnern oder Zuschlagstoffen auftreten. Segregationsphänomene werden in Flüssen , Erdrutschen , Lawinen , vulkanischen Phänomenen , im Tiefbau , in der Industrie , bei Asteroiden usw. beobachtet . Das Verständnis der Granulatsegregation ist in vielen Bereichen, von der Geotechnik bis zur Metallurgie , von entscheidender Bedeutung, da es Auswirkungen auf die Eigenschaften und das Verhalten körniger Materialien haben kann . Bei der Entmischung in einem körnigen Medium handelt es sich um die Entmischung von Elementen in einem körnigen System (Pulver, Körner, Kugeln, Kieselsteine ​​usw. oder Ansammlungen kleiner Objekte als Ganzes). Diese komplexen Prinzipien gelten für viele Bereiche (Getreidefluss (z. B. in einem Silo ), Geophysik (Bewegung von Sanddünen), Landwirtschaft (Steine, die auf Feldern kontinuierlich an die Oberfläche steigen), Design von Materialien auf der Grundlage körniger Elemente, wie z. B. Sand in Beton , aber auch die Anordnung von Getreide, Obst und Gemüse in Regalen oder sogar in der Astrophysik, wie zum Beispiel der Untersuchung von Regolithbewegungen auf einem Asteroiden ) Diese Trennungen sind mit einer Reihe physikalischer Eigenschaften von Körnern, Größe, Dichte und Formen verbunden , Viskosität usw. und verschiedene dynamische Phänomene wie Schwerkraft, Reibung, Vibrationen oder Kapillarität usw. und sind je nach Situation unterschiedlich. Allgemein Wenn in einem Granulatsystem Körner unterschiedlicher Größe vorhanden sind und dieses einer ausreichend schnellen oder ausreichend langen Scherung ausgesetzt ist, steigen die großen Körner an die Oberfläche . Das Experiment kann durchgeführt werden, indem man einen Stein in einen mit Sand gefüllten Eimer legt und ihn schüttelt . Dies nennt man granulare Konvektion , auch bekannt als „ Paranus-Effekt “. In einer rotierenden Trommel sorgen kleine Körner dafür, dass große Körner leichter fließen können, wohingegen große Körner den Fluss kleinerer Körner verlangsamen. Bei langsamer Rotation der Trommel trennen sich die Körner und bilden einen relativ klaren Stern zwischen den beiden Korngrößen, während bei sehr schneller Rotation die Mischung homogen wird . Auf jedes körnige Medium verallgemeinert, ist das Phänomen komplexer, da sich bei der Vibration je nach Energie und Art der beteiligten Vibration manchmal die Partikel mit großem Durchmesser und dann die mit kleinem Durchmesser oben befinden. Dieses Phänomen ist Herstellern bekannt, die beispielsweise beim Verpacken von Frühstückscerealien Tricks anwenden müssen, um eine homogene Mischung zu erhalten. Dieser Effekt wird im angelsächsischen Raum als „ Paranus-Effekt “ (= „Paranus-Effekt“) bezeichnet , da der Legende nach der Effekt beim Transport von Paranüssen per LKW auf verbeulten Straßen entdeckt wurde, auf denen die Nüsse sortiert ankamen Größe in den Behältern aufgrund der Vibrationen während des Transports . Mechanismen Die fünf wichtigsten Entmischungsmechanismen sind Perkolation, Flotation, Elution, Agglomeration und Transport Versickerung Wenn der Partikeldurchmesser in einer Mischung erheblich schwankt, führt die Partikelbewegung dazu, dass feinere Partikel durch solche mit größerem Durchmesser gelangen. Flotation Durch die Vibration eines Teilchengemisches werden die kleinen Teilchen unter die größeren gebracht. Wenn das Verhältnis von feinen zu groben Partikeln groß genug ist, „schwimmen“ die groben Partikel auf der Oberfläche der Mischung über den feinen Partikeln. Elution Bei diesem Mechanismus bilden leichtere oder „flockigere“ Partikel eine „verflüssigte“ Schicht auf der Oberfläche. Nur größere Partikel können in die verwirbelten Feinanteile eindringen, die in der oberen Schicht der Mischung verbleiben. Transport Feinere Partikel in einer Mischung können durch Flüssigkeitsbewegung (Luft, Wasser usw.) über die Oberfläche mitgerissen werden. Sie entfernen sich vom Ablagerungspunkt, während größere Partikel dazu neigen, in der Nähe des Ablagerungspunkts zu bleiben. Agglomeration Es kann vorkommen, dass bestimmte Bestandteile „Klumpen“ bilden. Diese Klumpen führen zu einer Inhomogenität der Mischung, da sie lokal eine große Menge Material eines einzigen Kalibers konzentrieren. Segregation Beton Im Bauwesen ist die Entmischung in körnigen Medien , umgangssprachlich auch Betonseigerung genannt , ein Begriff bei der Herstellung von Betonelementen , der einen Ausführungsfehler bezeichnet. Ursachen Wenn der Beton während seiner Verarbeitung zu stark vibriert oder zu flüssig ist (zu viel Wasser in der Formulierung), neigen die Zuschlagstoffe mit den größten Durchmessern zum Absinken und die Zuschlagstoffe mit kleinen Durchmessern zum Aufsteigen, wenn alle Zuschlagstoffe die gleiche Dichte haben. In diesem Fall ist es die kombinierte Wirkung von Schwerkraft und Vibration, die zur Trennung führt. Konsequenzen Neben der äußeren Ästhetik beeinträchtigt es auch die Festigkeit der Strukturen, indem es Widerstands- und Porositätsprobleme verursacht . Je nach Ausmaß und Ausmaß der Entmischung müssen Reparaturen durchgeführt werden, um das betreffende Teil zu reparieren. Es kann erforderlich sein, die betreffenden Teile mit Mörtel , speziellen Harzen oder Mineralbeton zu beschichten. In den wichtigsten Fällen ist die Vernichtung des Werkes erforderlich. Asteroiden Laut einer im August 2016 veröffentlichten Studie von Viranga Perera und Kollegen könnte das Vorhandensein großer Felsbrocken auf der Oberfläche mittelgroßer Asteroiden (~150 m bis 10 km), bei denen es sich vermutlich um Trümmerhaufen handelt , erklärt werden eine Trennung der Blöcke und Körner, aus denen die Asteroiden bestehen. Laut dieser Studie findet dieser Effekt zwar an der Oberfläche statt, aber selbst bei erheblichen Vibrationen bliebe der zentrale Teil der Asteroiden gut durchmischt. Unter den beiden Hauptprozessen, die zur Entmischung führen, scheint hier die Perkolation (feinster Partikel) zu dominieren, während die körnige Konvektion weniger wichtig zu sein scheint. Weitere Beispiele wurden seitdem untersucht, wie zum Beispiel der Asteroid 25143 Itokawa und 101955 Bennu . Flüsse Die Segregation in körnigen Medien kann in unterschiedlichen Tiefen des Flussbettes auftreten und wird durch Sedimenttransportprozesse beeinflusst . Im Zusammenhang mit dem Sedimenttransport kann die Segregation zur Bildung einer sogenannten Bettpanzerung oder Verstopfung beitragen, einer Schutzschicht aus größeren Körnern auf der Oberfläche, die die darunter liegenden feineren Partikel schützt. Die Segregationsmechanismen können je nach Strömungsgeschwindigkeit und anderen hydrodynamischen Bedingungen variieren16

italienische Wikipedia kennt eine Segregation(Chemie) Originaltext, gehört neu formuliert: Segregation ist das chemisch-physikalische Phänomen, bei dem in einer Lösung (AB) in der Erstarrungsphase die Komponente mit der höchsten Schmelztemperatur (z. B. A) mit ihrer ursprünglichen Struktur erstarrt, ohne dass sie durch die Anwesenheit von Lösung B beeinträchtigt wird. Mit fortschreitender Erstarrung führt der daraus resultierende Entmischungsprozess dazu, dass sich die verbleibende Flüssigkeit mit der Komponente mit der niedrigsten Schmelztemperatur (B) anreichert, in die vorherigen Erstarrungsgrenzflächen zurückgewiesen wird und schließlich eine völlig andere, völlig charakteristische Eigenschaft des Materials B bildet. Die Segregation erfolgt sowohl auf mikroskopischer als auch auf makroskopischer Ebene. Wenn wir beispielsweise die Bildung von Dendriten in Lösungen von Legierungen beobachten, die auch Silizium enthalten (das bei niedrigen Temperaturen erstarrt), „stoßen“ die Dendriten beim Wachsen das Silizium ab, das sich in dem Teil verdickt, der zuletzt erstarrt; in diesem Zusammenhang kam es zu Mikrosegregation . Unter Makrosegregation versteht man das, was jedoch im Gleichgewicht , das bei realer Erstarrung nicht existiert, aus einer kohärenten flüssigen Lösung eine metastabile Zusammensetzung aus zwei Phasen erzeugt , sobald die Erstarrung stattgefunden hat.