Strömungsprobleme bei Aerosolen und Aerosolpartikeln V * - Über Sedimentationsströmungen von Rauchen und Nebeln 1)2)

Journal/Book: SONDERDRUCK aus der KOLLOID-ZEITSCHRIFT 147. Bd. Heft 1/2 S. 65-77 (1956). 1956;

Abstract: Aus dem Landmaschineninstitut der Universität Göttingen (Direktor Prof. Dr. K. Gallwitz) Zusammenfassung Eine umfassendere Behandlung der Bewegungen "ganzer Suspensionen" unter äußeren Kräften insbesondere ihrer Sedimentation (unter Schwerkraft im einfachsten Fall) einleitend werden Typen von "Sedimentationsströmungen" besprochen. Kennzeichnend für sie ist die gegenseitige Mitnahme von Suspensionsmedium und suspendierten Partikeln. Diese setzt jedoch Möglichkeit der Verdrängung oder einer Ausweichströmung des fluiden (flüssigen oder gasförmigen) Medium um die ganze "Wolke" voraus. Andernfalls tritt die relative (Sedimentations- oder andere) Bewegung zwischen Partikeln und Medium beherrschend in Erscheinung die ohnehin nicht verschwindet vielmehr der Gesamtbewegung unterlagen bleibt. Je dichter benachbart die Partikel um so mehr ist der Widerstand dieser Relativbewegung vermehrt gegenüber dem Bewegungswiderstand einer einzelnen Partikel der bei zähigkeitsbestimmtem Charakter der Uniströmung durch die Stokessche Formel gegeben ist. Diese Formel gilt streng nur für gegenüber dem Partikelradius "unendlich großem" Abstand von weiteren Fremdkörpern im Fluidum oder es begrenzenden Wänden. Die bei endlich großem Abstand-Radius-Verhältnis einer Zylinderwand aufgestellten Zusatzfaktoren zur Stokesschen allgemeiner zur Oseenschen Widerstandsformel nach Ladenburg bzw. Faxen werden Ausgang einer neuen Theorie des experimentell bei kleinen und mittleren Konzentrationen noch nicht untersuchten Bewegungswiderstandes bzw. der Fallgeschwindigkeit von Partikelschwärmen. Die neue Formel beansprucht auch für hohe Konzentrationen Geltung im Unterschied zu einer Formel nach Burgers enthält im Unterschied zu dieser auch indirekt die Partikelgröße neben der bloßen Volumenkonzentration bzw. dem Radius-Abstand-Verhältnis als Variable. Als die im weiteren Plan zu besprechenden Erscheinungen verbindend ist die "Zähigkeitskohäsion" solcher Partikelhäufungen in Gasen anzusehen deren Brownsche Bewegung gegenüber ihrer Fallbewegung vernachlässigbar ist ohne daß diese ihnen bereits eine gewisse Dauerhaftigkeit zu nehmen braucht. . . . *)Nach Vorträgen auf dem Kolloquium "Staubströmungen in Grenzschichten" des Fachausschusses f. Staubtechnik im VDI Karlsruhe 1954; s. Tagungsband des VDI unter diesem Titel herausgegeben von W. Barth (Düsseldorf 1955) auf der Schwebstofftagung Mainz 1954; s. Ber. Kolloid-Z. 142 46 (1955) und auf der wissenschaftlichen Arbeitstagung der Deutschen Rheologen-Vereinigung e.V. Bad Oenhausen 1955 ausführliche Mitteilung hierzu später. 1) Vorangehende Mitteilungen W. K.: Kolloid-Z. 35 49 (1949); I und II: Z. Aerosolforschg. 3 279 374 (1954); III. Maschinenarkt 61 Nr. 55 (1955); IV: Bergbaurdsch. 7 237 295 (1955); VI: Z.Aerosolforschg. 4 453 (1955) Auszug Kolloid-Z. 146 157 (1956); VII: 4. Schwebstofftechn. Arbeitstagung Mainz 1955 Tagungsbericht (I.Physik. Inst. Univ. Mainz 1955). 2) Meinem einstigen Lehrer Herrn Prof. Dr. R. Suhrmann-Hannover zum 60. Geburtstag gewidmet.

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