Zahlreiche Einsatz-, Zwischen-oder Endprodukte von chemischen, thermischen oder mechanischen Prozessen, die verschiedenen cremeartigen, pastenformigen und flussigen Erzeugnisse der Lebensmittel-und Pharmaindustrie, Erz-, Kohle-und Bohrschlamme, Emailschlicker und Pigmentfarben ziihlen zu den sog. homogenen Suspensionen. Wegen der kleinen Durchmesser ihrer feindispergierten Phase, wegen der geringen Partikelabstande, verglichen mit den, Abstanden des Stromungsraumes, und wegen niedriger oder verschwindender Dichtedifferenzen zwischen disperser und kontinuierlicher Phase treten bei diesen Suspensionen Absetz-oder Sedimentationsbewegungen nicht auf, wie sie beispielsweise vom hydraulischen Feststofftransport her bekannt sind, fur den Gesetzmaaigkeiten &us dem Bereich der Zweiphasenstromung in Ansatz gebracht werden [l].
Die Zahl der an den einzelnen Feststoffteilchen wirksam werdenden Krafte nimmt rnit abnehmender TeilchengroDe und mit steigender Konzantration an disperser Phase rasch zu. Der EinfluB dieser Kriifte liuBert sich insbesondere in einem gegenuber dem Tragerfluid veranderten Ziihigkeitsverhalten der Suspension. Wegen der Vielzahl der Krafte u?d wegen der kaum uberschaubaren Riickwirkmgen auf das Zahigkeitsverhalten konnen diese Einflusse bei Berechnungsansatzen fur den Stromungsvorgang bisher jedoch nur pauschal erfaDt werden, und zwar in einem sich mit der Zusammensetzung der Suspension vertindernden ,,scheinbaren" Stoffwert, der ,,effektiven Viskositat". Diese Modellvorstellung von einer homogenen Suspension liefert zwangslaufig nur so lange befriedigende Ergebnisse, als die Nichtbeachtung einsr Individualitiit der dispergierten Teilchen gerechtfertigt bleibt.
Das Zlihigkeitsverhalten von Suspensionen weist in der Regel bei hoheren Volumenanteilen an disperser Phase nichtnewtonsches Verhalten auf, das im allgemeinen in hohem MaBe dem FlieBverhalten ,,miner'' nichtnewtonscher Substanzen gleicht. Es wird daher auf MeBverfahren und Schubspannungsansiitze aus diesem Bereich zuruckgegriffen, es werden isotherme Stromungen vorausgesetzt.
Ubersicht uber das verschiedenartige FlieBverhalten von Suspensionen
Bei der kontinuierlichen Phase der meisten Suspensionen handelt 0s sich um Newtonsche Fluide (hiiufig um Wasser). Der in diesem Falle fiir die Triigerflussigkeit gultige Schubspannungsansatz lautet d w dY z = v _ _ . * Z u diesem Thema ersoheinen insgesamt vier Beitrage.