C3 Optimierung der mechanischen Eigenschaften von Partikelsyste-men zur Verbesserung der kinetischen Energieaufnahme

Zielsetzung

Die Erforschung von granularen Materialien, zur Erhöhung der Kollisionssicherheit von Schiffen, wird in diesem Projekt fortgesetzt. Expandiertes Glasgranulat (Poraver) hat sich aufgrund seiner chemischen und physikalischen Eigenschaften als besonders geeignet erwiesen. Nachteilig für die untersuchte Anwendung ist jedoch das abrasive Verhalten der Poraver-Partikel bei dynamischer Belastung.

Abbildung 1: Poraver-Partikel (links), die in einer Tubular-Mischmaschine 72 U/min eine Stunde lang getestet wurden. Die Pulverbildung (rechts), führt zu einer Verringerung der Energieabsorptionsfähigkeit.

Eine Möglichkeit diese Probleme zu überwinden besteht darin, die Partikel im Wirbelschicht-Sprühgranulationsverfahren zu beschichten. Das Beschichtungsmaterial unterliegt dabei den gleichen Anforderungen hinsichtlich Umweltfreundlichkeit, Dichte usw. wie das Granulat selbst.

Abbildung 2: Wachsbeschichtete Partikel.

Betreuer

Prof. Dr.-Ing. Alexander Düster,  Prof. Dr.-Ing. habil. Dr. h. c. Stefan Heinrich

Methoden und Arbeitsprogramm

Abbildung 3: Überblick über das Projekt C3.

Literatur

  • Orth, M., Rotter, S., Safdar, W., Tasdemir, S., Pietsch-Braune, S., Heinrich, S., Düster, A. (2023): Fluidized Bed Spray Coating for Improved Mechanical Properties of Particles. In: Processes 11, DOI: https://doi.org/10.3390/pr11020314.
  • Dosta, M. and Skorych, V. (2020). MUSEN: An open-source framework for GPU-accelerated DEM simulations. In: SoftwareX, p. 100618.
  • Kraus S., Woitzik C.,  Dosta M., Düster A. (2021): Simulation of granular materials with the discrete element method to investigate their suitability as crash-absorber in ship collisions. In: PAMM 21.1 (2021), e202100036. DOI: https://doi.org/10.1002/pamm.202100036.