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Titelaufnahme

Titel
Die filling of cohesive powders : material characterization, numerical simulation and experimental validation / eingereicht von Daniel Schiochet Nasato
VerfasserSchiochet Nasato, Daniel
Begutachter / BegutachterinPirker, Stefan ; Harasek, Michael
ErschienenLinz, März 2016
Umfangxvi, 138 Seiten : Illustrationen
HochschulschriftUniversität Linz, Univ., Dissertation, 2016
Anmerkung
Zusammenfassung in deutscher Sprache
SpracheEnglisch
Bibl. ReferenzOeBB
DokumenttypDissertation
Schlagwörter (DE)Discrete Element Method / DEM-Simulationen / Kalibrierung / Formfüllungsprozess / Zentrifuge / Kohäsionsmodell / Coarse Graining Model
Schlagwörter (EN)Discrete Element Method / DEM Simulation / Calibration / Die filling process / Centrifuge / Cohesion model / Coarse Graining Model
Schlagwörter (GND)Würfel / Kohäsion / Granulärer Stoff / Diskrete-Elemente-Methode / Formfüllung
URNurn:nbn:at:at-ubl:1-9715 Persistent Identifier (URN)
Zugriffsbeschränkung
 Das Werk ist gemäß den "Hinweisen für BenützerInnen" verfügbar
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Die filling of cohesive powders [14.32 mb]
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Zusammenfassung (Deutsch)

Diese Arbeit handelt von numerischer Simulation und experimenteller Validierung des Verhaltens von kohäsiven und nicht kohäsiven granularen Materialien- Im ersten Kapitel wird der Prozess der Formfüllung beschrieben, der die Grundlage für die vorliegende Arbeit darstellt. Weiters wird ein Überblick über die wichtigsten Aspekte des Verhaltens kohäsiver Granulate unter variabler Gravitation gegeben. Das zweite Kapitel beschreibt die Discrete Element Method (DEM), die in dieser Arbeit gewählt wurde um granulare Materialien zu simulieren. Das Coarse Graining Model (CGM), eine Modellierungstechnik in der das Verhalten kleiner Partikel durch die Simulation größerer Partikel angenähert wird, wird ebenfalls beschrieben, zusammen mit unserer Erweiterung des CGM um ein Kohäsionsmodell. Kapitel 3 handelt von einer Reihe von Experimenten für die Kalibrierung der DEM-Simulationen: Schüttwinkel, Scherzelle und Reibungswinkel. Weiters werden ein Experiment namens "Sandy", das den Formfüllungsprozess nachstellen soll, und eine Zentrifuge in der das Ausfließen von kohäsivem und nicht kohäsivem Material aus einem Silo unter erhöhter Schwerkraft untersucht wird, vorgestellt und Ergebnisse der beiden Experimente werden präsentiert. In Kapitel 4 wird die Kalibrierung der Simulationen mittels der zuvor erwähnten Experimente beschrieben. Weiters werden die Simulationen durch Vergleich mit dem Experiment "Sandy" validiert. Zusätzlich werden die Messungen an der Zentrifuge mit Simulationen verglichen. Kapitel 5 beschreibt Simulationen im industriellen Maßstab mit dem zuvor kalibrierten und validierten DEM Modell: Eine mit hoch kohäsivem Molybdänpulver gefüllte Form wird auf verschiedene Arten geschüttelt, und der Einfluss auf die Dichteverteilung in der Form wird untersucht.

Zusammenfassung (Englisch)

This work deals with numerical simulation and experimental validation of cohesive and cohesionless granular material. In the first chapter a review of the die filling process, which is the motivation of this work, is described. Also a review on the main aspects of cohesion in granular media and material flow under variable gravitational force conditions is given. The second chapter describes the Discrete Element Method (DEM), methodology chosen in this work to simulate granular materials. Also the Coarse Graining Model (CGM), a modelling technique to describe the behaviour of fine particles by simulating coarser particles, is described from literature and our contributions for contact and cohesion models are added to the method. Chapter 3 describes a series of experiments used for DEM calibration, which are necessary to obtain physically correct results, such as angle of repose, shear cell and static angle. Furthermore, an experiment that mimics die filling process codenamed "Sandy", and a centrifuge used to analyze cohesion and cohesionless material flow under increased gravitational force conditions, are described along with their respective obtained data. Chapter 4 describes numerical simulations performed to calibrate our DEM model and validation through comparison of simulations to experiments performed with "Sandy". Material flow through a hopper is simulated and data is compared to experimental results. Finally, Chapter 5 describes a real size industrial application using DEM model calibrated for the very cohesive Molybdenum powder. Multiple shaking modes are applied to the die and their effect on the final density distribution is analyzed.