Es ist erstaunlich, dass körnige Materialien auf der ganzen Welt in großem Umfang verwendet werden, genauer gesagt, ihre Verwendung steht an zweiter Stelle nach Wasser, aber wir wissen nicht viel darüber. Denken Sie an all die körnigen Materialien, die uns umgeben, und an die, die wir umgebentäglich anwenden.
Der Sand und der Kies auf der Erde zu dem Mehl, das wir zum Kochen verwenden, sind erstklassige Beispiele für körnige Materialien. Obwohl wir sie in großem Maßstab verwenden, verstehen wir wirklich nicht, wie sich dieses Material bewegt.
Nehmen wir zum Beispiel Sand. Sand reagiert wie ein Feststoff, wenn Sie darauf stehen, und er kann Ihr Gewicht mehr als tragen. Wenn Sie nun dieselben Sandpartikel in eine Sanduhr geben, beginnen diesefließt wie eine Flüssigkeit durch das Loch.
Verteilen Sie die gleichen Partikel in der Luft und die einzelnen Partikel verhalten sich wie ein Gas. Was ist das? Wie kategorisieren wir körnige Partikel?
Laut Ken Kamrin, einem außerordentlichen Professor für Maschinenbau am MIT, ist Sand alles oben Genannte.
„Ich denke, wenn wir ein besseres Verständnis für granulare Medien entwickeln wollen, müssen wir so weit wie möglich darüber nachdenken und Modelle entwickeln, die es wie einen Feststoff, eine Flüssigkeit oder ein Gas behandeln“, Ken. sagte.
Da körnige Materialien sowohl feste als auch gasförmige Eigenschaften aufweisen, ist es schwierig zu bestimmen, wie diese Partikel unter verschiedenen Bedingungen reagieren oder fließen. Ein Referenzmodell hilft uns zu wissen, wie Sand auf unterschiedliche Bedingungen reagiert, und diese Daten können unbegrenzt seinauf verschiedene Herstellungsverfahren angewendet werden.
Wenn die Daten leicht verfügbar sind, können Pharmazeutika und andere Produktionshäuser, die täglich mit körnigem Material arbeiten, Maschinen und Rohre bauen, die keine Blockaden oder ungleichmäßigen Durchfluss verursachen.
Das neue Modell von Kamrin ist genauer und zuverlässiger als bestehende Modelle. Sein neues Modell kann den Fluss genauer vorhersagen, da er etwas berücksichtigt, das für die Entscheidung über die Art des Flusses sehr wichtig ist - die Größe der Partikel.
Sein neues Modell wurde dann gegen den konventionellen Fluss gestellt, und die Ergebnisse stimmten nahezu perfekt überein.
"Die Grundgleichungen für den Wasserfluss sind seit über einem Jahrhundert bekannt" sagte Kamrin. "Es gab nichts Ähnliches für Sand, wo ich Ihnen eine Tasse Sand geben und Ihnen sagen kann, welche Gleichungen notwendig sind, um vorherzusagen, wie es zerquetscht, wenn ich die Tasse drücke."
Kamrin gibt an, dass der Wasserfluss leicht vorhergesagt werden kann, da die Wasserpartikel immer innerhalb bestimmter Toleranzen liegen. Beim Sandfluss können jedoch einige Partikel ziemlich groß sein und ein „Überbluten“ in die benachbarte Flussschicht verursachen.
In solchen Fällen "gibt es mehr Geschwätz zwischen Nachbarn", Kamrin sagte . "Es ist, als würden die grundlegenden mechanischen Eigenschaften eines Kornwürfels durch die Bewegung benachbarter Würfel beeinflusst."
Dieses neue Modell, das von Kamrin entwickelt wurde, ist das, was wir der Vorhersage des Flusses körniger Materialien am nächsten gekommen sind. Es wird uns bei der Herstellung und Konstruktion mechanischer Elemente, die körnige Materialien handhaben, sehr helfen.
Via : MIT News