Effektive Wärmeleitfähigkeit von Schüttungen

Gasdurchströmte, chemisch reagierende Schüttschichten sind in der Natur und in der technischen Anwendung weit verbreitet. Verbrennung, Vergasung fester Stoffe, Roheisengewinnung oder Lagerhalden von Heu, Rinde, Kohle, Kompost, Müll etc. sind nur einige Beispiele. Die Qualität von Simulationsberechnungen derartiger Schüttschichten hängt sehr stark von den verwendeten Stoffdaten ab. Ein eingehendes Literaturstudium hat gezeigt, daß für viele Schüttungen der Stoffwert "effektive Wärmeleitfähigkeit" nicht ausreichend untersucht bzw. dokumentiert ist. Zur Bestimmung dieser Größe wurde daher eine eigene Meßeinrichtung geschaffen. Als Meßprinzip wurde ein sogenanntes "stationäres Zweiplattenverfahren" gewählt. Folgende Parameter lassen sich dabei als Randbedingungen der Apparatur zusammenfassen: - Partikeldurchmesser des Schüttgutes bis zu 10mm - Schüttungsdicke der Probe bis 100mm bei einem Meßbereichsdurchmesser von 200mm - Temperaturbereich der Messung von Umgebungsbedingungen bis zu 300°C - Gasdruck der Probe von Umgebungsdruck bis zu einem Vakuum von ca. 5Pa - Wärmeleitfähigkeiten des Schüttgutes von 0,02W/mK bis 1W/mK Mit der Meßeinrichtung wurden bisher Messungen an folgenden Stoffen durchgeführt: - Quarzsand - Glasplatten - Glaskugeln - Holzkohle - PE/PP- Schredder