packningsförlopp

Packningsförloppet betecknar den dynamiska processen genom vilken partiklar, korn eller molekyler ordnas och tättast packas när ett system komprimeras, sedimenterar eller utsätts för vibration och flödeskrafter. Begreppet används inom granular mekanik, materialvetenskap och kemisk teknik för att beskriva hur tätheten och porositeten utvecklas under olika förhållanden.

Faktorer som styr packningsförloppet omfattar partikelstorlek och form, polydispersitet, friktion mellan partiklar, sammanhållande krafter och hydrodynamiska influenser. Även geometri och gränsvillkor i behållaren samt yttre belastningar har stor betydelse. Vid deponering kan systemet bilda en slumpmässig lös packning, medan progression under ökat tryck kan leda till en mer tät eller till och med ordnad packning. Vanliga begrepp är slumpmässig lös packning och slumpmässig tät packning; i teorin för sfärer ligger tätheten ungefär mellan 0,55 och 0,64 för olika förhållanden, medan kristallin ordning når cirka 0,74.

Processens gång består ofta av initial aktion, omordning mellan partiklarna, följt av densifiering när volymen minskar eller trycket ökar, och slutligen stabilisering där densitet och porositet förändras långsamt. Jämviktstillstånd kan uppnås vid olika packningsgrader, och fenomen som jamming kan inträffa då rörelser upphör vid hög densitet.

Mätning och modellering används för att uppskatta packningsdensitet, porositet och transportegenskaper. Metoder inkluderar experimentell mikroskopi, röntgendiffraktion, tomografi samt datormodeller som dem (discrete element method) och Monte Carlo-simuleringar. Användningsområden sträcker sig från läkemedels- och kemikalieproduktion till batterier, keramer och jord- och geoteknik.