Strömungssimulationen zur Aufklärung der Dynamik elektrochemischer Doppelschichten submikroner Partikeln

• Applicant: Professor Dr.-Ing. Hermann Nirschl
• Subject Area: Mechanical Process Engineering ; Fluid Mechanics
• Term: from 2007 to 2011
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 46588259

Submikrone Partikeln mit Partikelgrößen im Bereich von 0,1 - 0,5 µm sind in vielfältigen neuen Produkten, wie beispielsweise Kompositmaterialien und pharmazeutischen Wirkstoffen, von großer Bedeutung. Für die Herstellung und Verarbeitung, die häufig als flüssige Suspension erfolgt, spielen Strömungskräfte und deren Zusammenspiel mit Partikel-Partikel- Wechselwirkungen eine bedeutende Rolle. Üblicherweise werden die van-der-Waals-Wechselwirkung, die Born'sche Abstoßung und die elektrostatische Wechselwirkung in die Berechnung des Partikel-Partikel Wechselwirkungspotentials einbezogen. Über die Wechselwirkung der Partikel mit der Strömung ist in den betrachteten Maßstäben hingegen wesentlich weniger bekannt. Derzeit lassen sich Wechselwirkungen von Partikeln mit gelösten Ionen in der umströmenden Flüssigkeit nur mit einigen Vereinfachungen simulieren. Deshalb kann deren Einfluss auf die Partikelbewegung nur grob abgeschätzt werden. Ziel des beantragten Forschungsvorhabens ist daher die Entwicklung eines Modells zur fluiddynamischen Beschreibung der Partikel- und Ionenbewegung auf Basis von CFD-Strömungssimulationen. Mit diesem Modell wird der Einfluss elektrochemischer Doppel schichten auf die Umströmung von submikronen Partikeln unter Berücksichtigung der Partikel-Partikel Wechselwirkungen numerisch berechnet. Die Simulationen liefern einen Beitrag zur Auslegung und zum Verständnis verfahrenstechnischer Synthese- und Verarbeitungsprozesse.

• DFG Programme: Research Grants
• Participating Person: Professor Dr. Willy Dörfler