Regensburg 2002 – wissenschaftliches Programm

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DY: Dynamik und Statistische Physik

DY 53: Granulare Materie

DY 53.3: Vortrag

Freitag, 15. März 2002, 12:00–12:15, H3

Axiale Sand-Wasser-Segregation — •Andreas P.J. Breu, C.A. Krülle und I. Rehberg — Experimentalphysik V, Universität Bayreuth

Eine horizontal ausgerichtete Plexiglasröhre, gefüllt mit einer Sand/Wasser-Mischung, wird um die Zylinderachse in Rotation versetzt. Die charakteristischen Drehfrequenzen bewegen sich im Bereich, in dem die Zentrifugalkraft die Gewichtskraft der Teilchen kompensiert. Oberhalb einer kritischen Drehfrequenz ist eine homogene Schichtung der Sandteilchen auf der Innenwandung der Röhre zu beobachten. Hingegen wird diese Schicht für Drehfrequenzen kleiner als die kritische instabil, und es segregiert der Sand in axialsymmetrischen Ringen. Diese Ringe sind durch reines Wasser getrennt und haben einen charakteristischen Abstand, so daß dieser Struktur eine Wellenlänge zugeordnet werden kann. Der beobachtete Übergang wurde experimentell in Abhängigkeit des Kontrollparameters Drehfrequenz untersucht. Um die kritische Drehfrequenz zu erklären wurde die Bewegung eines Teilchens in einer rotierenden Flüssigkeit untersucht. Ferner wurde experimentell die Ahbängigkeit dieser Drehfrequenz von den Parametern Viskosität und Dichte der Flüssigkeit untersucht.