| Titel | Messungen der Kontaktkräfte in gescherten Partikelsuspensionen mittels Mikro-Cantilever Arrays |
| Autor | V. Mikulich, C. Brücker |
| Infos zum Autor | Autorenanschrift: Prof. Dr.-Ing. habil Christoph Brücker Institut für Mechanik und Fluid Dynamik, Technische Universität Bergakademie Freiberg, Lehrstuhl für Strömungsmechanik und Strömungsmaschinen, Lampadiusstr. 4, D-09596 Freiberg Tel +49(0)3731-39-2465, Fax +49(0)3731-39-3455, email: bruecker@imfd.tu-freiberg.de Dipl.-Ing. Vladimir Mikulich Institut für Mechanik und Fluid Dynamik, Technische Universität Bergakademie Freiberg, Lehrstuhl für Strömungsmechanik und Strömungsmaschinen, Lampadiusstr. 4, D-09596 Freiberg Tel +49(0)3731-39-4133, Fax +49(0)3731-39-3455, email: vladimir.mikulich@imfd.tu-freiberg.de |
| Inhalt | Zusammenfassung In dieser Arbeit werden Untersuchungen zum Verhalten einer dünnen Schicht niedrig konzentrierter Partikelsuspension in einer Scherströmung über eine raue Oberfläche mit definierter Struktur vorgestellt. In einem neuen Ring-Scherzelle mit einer optisch zugänglichen Testkammer wurden zur Simulation einer definierten Ober- flächenrauigkeit an einer Wand Felder von zylindrischen Mikro-Cantilever platziert, die gleichzeitig die Funktion von bidirektionalen Kraftsensoren haben. Die Ergebnisse der Beobachtungen der Wechselwirkung zwischen der Sus- pension und der strukturierten Oberfläche werden anhand der Verbiegung der Cantilever diskutiert. Die Bewegung der Flüssigkeitsphase wurde mittels Mikro-PIV erfasst. Gezeigt werden die Wechselwirkungen zwischen Flüssig- keitsphase und Festkörperpartikel, die Partikelbewegung separater Partikel, die Wechselwirkungen der Partikel untereinander und mit den Mikro-Cantilevern. Die plötzlichen Wechsel der Bewegungsart der Partikel von translatorischer zu rotatorischer Bewegung und umgekehrt erzeugen eine Vielzahl gegenseitiger Stöße sowie die Bildung und Auflösung verschiedenster Clusterarten, deren Kontaktkräfte über die Verbiegung der Mikro-Cantilever gemessen werden. Abstract The article discloses the experimental study results of the behavior of a thin layer of low concentrated slurry in a shear flow over a rough surface with a defined structure of the bottom wall. A new ring shear device was built which contains an optically transparent test chamber of which the bottom wall contains arrays of micro-cantilever force sensors simulating a defined surface roughness. It was created by deep-etching of micro-pillars in a silicon wafer. The results of visual observation of the interaction of the suspension with the structured surface during severe de- formation are shown. Observation covered the liquid phase motion by micro-PIV, the interaction between the liquid phase and solid particles, the movement of separate particles and their mutual interaction. The contact interactions between particles and micro-pillars are exemplified. The abrupt changes in rotational motion and translational veloc- ity of particles induce mutual collisions and continuous formation and break-up of cluster structures of various types. |
| Datum | 2013 |
