Dessadecor-nn.ru

Журнал Dessadecor-NN
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Угол естественного откоса риса

Определение угла естественного откоса сыпучего груза

Страницы работы

Содержание работы

Министерство транспорта Российской Федерации

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНСТВО ВОЗДУШНОГО ТРАНСПОРТА

ФГОУ ВПО “Санкт-Петербургский государственный

университет гражданской авиации”

Отчет по лабораторной работе № 4

“Определение угла естественного откоса сыпучего груза”

по дисциплине: “Грузоведение”

Выполнила: студентка, группа №493

Васильева Наталья Олеговна

Голубева Ксения Ивановна

3. Результаты измерений и расчётов……………………………………4

5. Библиографический список…………………………………….…….7

Ознакомиться с методикой определения угла естественного откоса сыпучего груза и изучить характер изменения угла естественного откоса в зависимости от высоты загрузки из бункера на грузовую платформу.

2. Описание работы

Угол естественного откоса – это наибольший угол, между образующей свободной боковой поверхности сыпучего груза и горизонтальной плоскостью.

Величина угла естественного откоса зависит от подвижности частиц сыпучего груза. С увеличением подвижности частиц груза величина угла уменьшается. В свою очередь подвижность частиц насыпного груза определяется силами трения и сцепления между отдельными частицами. Таким образом, по величине угла естественного откоса груза можно судить о его подвижности.

Различают углы естественного откоса в покое αn и в движении αд. Угол αn получается при свободной засыпке груза, αд — при падении груза с некоторой высоты, а также под действием вибраций, например, при перемещении груза транспортирующими машинами. Угол естественного откоса груза в движении меньше аналогичного угла в покое, так как потенциальная энергия падающего груза переходит в кинетическую энергию в процессе движения частиц.

Обычно угол естественного откоса сыпучего груза в движении αд определяется при высоте падения около 1 м. На основании экспериментальных исследований принимается

По подвижности частиц сыпучие грузы разделяют на три группы (табл.1):

От подвижности частиц сыпучего груза зависит площадь поперечного сечения груза на ленте или настиле конвейеров, а как следствие, — производительность конвейеров.

От величины угла естественного откоса зависит максимальный угол наклона конвейеров, а также ряд параметров перегрузочных устройств (бункеров, лотков и т.п.).

При выполнении работы экспериментальным методом, следует действовать следующим образом.

Определение угла естественного откоса сыпучего груза производится на лабораторной установке (рис. 1), состоящей из подставки со стойкой 1, на которой на подвижном кронштейне 2 укреплён цилиндр 3 с сыпучим грузом. Разгрузочная воронкообразная часть цилиндра закрывается поворотной заслонкой 4. После заполнения цилиндра 3 сыпучим грузом и установки его в требуемое положение по высоте h заслонка поворачивается, и груз высыпается на площадку 5, образуя конус. Измерение угла естественного откоса производится угломером 6 в шести-восьми сечениях конуса путём поворота площадки 5.

Рис. 1. Установка для определения угла естественного откоса.

Опыты производятся для четырёх-пяти значений h, начиная с h=10 см, причём каждый опыт повторяется два-три раза. Для получения устойчивых результатов рекомендуется объём порции груза, засыпаемого в цилиндр 3, во всех опытах принять одинаковым.

При нулевой высоте разгрузки цилиндр с открытой заслонкой необходимо поднимать с малой скоростью, не допуская большого движения груза.

Для серии измерений по каждой высоте разгрузки выполняется статистическая обработка с определением математического ожидания величины угла естественного откоса, среднеквадратического отклонения и доверительного интервала для среднего значения.

По полученным данным строится график зависимости R = f(h). Кривая проводится с учётом доверительных интервалов для средних значений угла.

Полученные в лабораторной работе величины углов естественного откоса грузов в покое следует сравнить с их табличными значениями и сделать выводы о закономерности изменения угла естественного откоса с увеличением высоты разгрузки. По величине угла естественного откоса в покое следует определить, к какой группе подвижности относится груз.

3. Результаты измерений и расчётов

Результаты измерений и расчётов оформляются в табл. 2.

ОФС.1.4.2.0016.15 Степень сыпучести порошков

Содержимое (Table of Contents)

ОФС.1.4.2.0016.15 Степень сыпучести порошков

Порошки (порошкообразные вещества), используемые в фармацевтической промышленности, – это лекарственные субстанции, вспомогательные вещества, а также их порошкообразные смеси и гранулы.

МИНИСТЕРСТВО ЗДРАВООХРАНЕНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ОБЩАЯ ФАРМАКОПЕЙНАЯ СТАТЬЯ

Степень сыпучести порошков ОФС.1.4.2.0016.15

Вводится впервые

Порошки (порошкообразные вещества), используемые в фармацевтической промышленности, – это лекарственные субстанции, вспомогательные вещества, а также их порошкообразные смеси и гранулы.

Широкое использование порошков в фармацевтической промышленности для создания самых различных лекарственных форм требует всесторонней оценки их технологических свойств, в основе которых лежит способность порошков течь (сыпаться) с определенной скоростью под воздействием силы тяжести.

Степень сыпучести – это комплексная технологическая характеристика, определяемая дисперсностью и формой частиц, остаточной влажностью и гранулометрическим составом порошкообразной системы.

Степень сыпучести порошков характеризуется следующими критериями:

  • – сыпучесть (скорость протекания порошка через отверстие);
  • – угол естественного откоса;
  • – насыпной объем.

На практике оценка степени сыпучести порошков определяется по одному, реже – 2 критериям. Наиболее распространенными испытаниями являются определение сыпучести (скорости протекания порошка через отверстие) и определение насыпного объема.

В зависимости от конкретных технологических задач (научно-исследовательская работа при создании нового препарата, воспроизводство препарата по описанной технологии и пр.) в практике технологии лекарственных форм существует несколько вариантов каждого из этих базовых определений. Кроме того, выполнение того или иного испытания на различных производствах может проводиться с использованием различного аппаратурного оформления.

Приведенные методики определения степени сыпучести ставят своей целью унифицировать по возможности условия проведения испытаний, однако, учитывая научно-исследовательский характер технологических операций при создании, например, новых препаратов, имеют рекомендательный характер.

Определение сыпучести

Сыпучесть определяется как время, в течение которого определенная масса вещества проходит (протекает) через отверстие определенного размера.

Оборудование

В зависимости от сыпучести испытуемых материалов используют воронки различных конструкций:

– без выходного ствола (типа «бункер», рис. 1), с различными размерами внутреннего угла и диаметрами выходных отверстий;

– с выходным стволом (рис. 2).

Воронка поддерживается в вертикальном положении при помощи специального устройства.

Вся конструкция должна быть защищена от вибраций.

Методика

В сухую воронку с закрытым выходным отверстием помещают без уплотнения навеску испытуемого материала, взятую с точностью ±0,5 %. Количество испытуемого материала зависит от его насыпного объема и от используемого оборудования, но должно занимать не менее 80-90 % от объема воронки.

Открывают выходное отверстие воронки и определяют время, за которое через отверстие пройдет весь образец. Проводят не менее 3 определений.

Если при использовании оборудования, представленного на рис. 1, скорость высыпания 100 г порошка через насадку 1 менее 25 с, рекомендуется использовать воронку, представленную на рис. 2.

Если при использовании оборудования, представленного на рис. 1, навеска испытуемого материала неравномерно высыпается из воронки с насадкой 1, последовательно определяют сыпучесть, используя воронку с насадкой 2 или 3.

Рис. 1 – Воронка без выходного ствола (бункер) со сменной насадкой

Читать еще:  Строительные материалы для дверных откосов

Насадку изготавливают из нержавеющей кислотоупорной стали (V4A, CrNi). Размеры указаны в мм

Рис. 2 – Воронка с выходным стволом

Размеры указаны в мм

В табл. 1 представлены типовые размеры диаметров выходных отверстий сменных насадок.

Таблица 1 – Типовые размеры диаметров выходных отверстий сменных насадок

НасадкаДиаметр (d) выходного отверстия, мм
110 ± 0,01
215 ± 0,01
325 ± 0,01

Представление результатов

Сыпучесть выражают в секундах с точностью до 0,1 с, отнесенных к 100 г образца, с указанием типа использованного оборудования, номера насадки.

На результаты могут влиять условия хранения испытуемого материала.

Результаты могут быть представлены следующим образом:

а) как вычисленное среднее значение сыпучести при условии, что ни один из результатов не отклоняется от среднего значения более чем на 10 %;

б) в виде диапазона значений, если отдельные результаты отклоняются от среднего значения более чем на 10 %;

в) в виде графика зависимости массы испытуемого порошка от времени истечения.

Определение угла естественного откоса

Угол естественного откоса – это постоянный, трехмерный угол (относительно горизонтальной поверхности), сформированный конусообразной пирамидкой материала, полученной в определенных условиях эксперимента.

Методика

Определение угла откоса проводят по методике определения сыпучести с использованием того же оборудования в тех же условиях.

Истечение порошка из отверстия воронки производят на ровную горизонтальную поверхность. Диаметр основания (базы) конуса порошка может быть фиксированным или может меняться в процессе образования конуса.

Измерение значения угла естественного откоса проводят не менее чем в 3 повторностях при помощи угломера в 3 плоскостях и выражают в угловых градусах.

При проведении испытания следует учитывать, что:

– условия эксперимента должны обеспечивать формирование симметричного конуса порошка;

– вершина формирующегося конуса может деформироваться под воздействием падающих частиц порошка.

Эти внешние воздействия должны быть устранены любым приемлемым способом.

Кроме того, материал основы (базы), на которой формируется конус, может влиять на величину угла откоса.

В табл. 2 представлено примерное соотношение степени сыпучести порошков и угла естественного откоса, измеренного в условиях фиксированного диаметра основания конуса.

Таблица 2 – Степень сыпучести порошков и соответствующий угол естественного откоса

Степень сыпучестиУгол естественного откоса, градус
Очень хорошая25 – 30
Хорошая31 – 35
Удовлетворительная36 – 45
Неудовлетворительная (требуется дополнительное перемешивание или вибрация)46 – 55
Плохая56–65
Очень плохаяболее 66

Представление результатов

Угол естественного откоса выражают в градусах, как вычисленное среднее значение, с указанием типа использованного оборудования, номера насадки, условий эксперимента (диаметр основания конуса, если он фиксированный, материала основы (базы), на которой формируется конус).

Определение насыпного объема

Испытание позволяет определить при заданных условиях насыпные объемы до и после уплотнения, способность к уплотнению, а также насыпную плотность отдельных материалов (например, порошков, гранул).

Оборудование

Прибор (рис. 3) состоит из следующих частей:

– встряхивающее устройство, обеспечивающее 250 ± 15 соскоков цилиндра в 1 мин с высоты 3 ± 0,2 мм;

– подставка для градуированного цилиндра, снабженная держателем, имеющая массу 450 ± 5 г;

– градуированный цилиндр вместимостью 250 мл (цена деления – 2 мл; масса цилиндра 220 ± 40 г).

Допускается использование других приборов подобного принципа действия.

Методика. В сухой цилиндр помещают без уплотнения навеску испытуемого материала, имеющего насыпной объем в диапазоне от 50 до 250 мл. Аккуратно закрепляют цилиндр на подставке и фиксируют насыпной объем до уплотнения (V) с точностью до ближайшего деления. Производят 10, 500 и 1250 соскоков цилиндра и фиксируют объемы V10, V500, V1250 с точностью до ближайшего деления. Если разность между V500 и V1250 превышает 2 мл, производят еще 1250 соскоков цилиндра.

Рис. 3 – Прибор для определения насыпного объема

Представление результатов. По полученным результатам можно вычислить следующие параметры:

  1. Насыпной объем:
  1. Способность порошка к уплотнению:
  1. Насыпная плотность:

Полученные результаты можно использовать для вычисления коэффициента прессуемости по формуле:

где V – начальный объем порошка;

V1 – объем порошка после уплотнения.

Устройство для измерения угла естественного откоса сыпучего материала

Полезная модель относится к измерительной технике и предназначена для определения одного из важнейших реологических параметров сыпучих материалов — угла естественного откоса. Устройство включает открытую сверху поворотную вокруг оси 1 прямоугольную в плане камеру, имеющую форму невыпуклого восьмигранника. Камера имеет боковые стенки 2, как минимум, одна из которых прозрачная, днище 3 и две торцевые стенки, одна из которых плоская и является подпорной стенкой 4. Вторая торцевая стенка имеет форму ступени с опорной площадкой 5, расположенной внутри камеры. Угол ϕ между плоскостью опорной площадки 5 и плоскостью части 6 этой торцевой стенки, прилегающей к днищу, составляет не менее 90°. Ось 1 перпендикулярна боковым стенкам 2 камеры и соединена с ними любым известным способом. С осью 1 соединено любое приемлемое для этих целей средство, осуществляющее поворот камеры вокруг горизонтальной оси 1, например мотор-редуктор. Заявляемое устройство также снабжено средством измерения угла откоса α, например, лазерным угломером. Технический результат — повышение точности измерения за счет формирования плоской поверхности откоса. 1 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Устройство для измерения угла естественного откоса сыпучих материалов, представляющее собой открытую сверху камеру, выполненную в форме многогранника, одна из боковых стенок которого выполнена из прозрачного материала, отличающееся тем, что камера имеет форму невыпуклого восьмигранника, одна из торцевых стенок камеры имеет форму ступени с опорной площадкой, расположенной внутри камеры, противолежащая торцевая стенка камеры выполняет функцию подпорной стенки, при этом устройство снабжено поворотным средством с осью, перпендикулярной боковым стенкам камеры. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что камера выполнена в форме невыпуклого восьмигранника с прямыми углами.

Заявляемое устройство относиться к измерительной технике и предназначена для определения одного из важнейших реологических параметров сыпучих материалов — угла естественного откоса. Значение угла естественного откоса сыпучих материалов широко используется в механике грунтов, в вибрационных технологиях сепараций руд, при изучении свойств сыпучих строительных материалов и других отраслях как самостоятельный физический параметр, а также для расчетов такого параметра сыпучего вещества, как коэффициент его внутреннего трения.

Измерение угла естественного угла откоса сыпучих материалов, несмотря на кажущуюся простоту, является сложной технической задачей. Любой сыпучий материал, представленный полидисперсной смесью, при насыпании на неограниченную по размерам горизонтальную плоскость, вступает в неизбежное с ней взаимодействие за счет сил трения и силы тяжести, при этом формируется не идеальный конус массива материала, а конусообразное тело с криволинейным участком в его основании (см., например, монографию — Г.К. Клейн. Строительная механика сыпучих тел. — М., Стройиздат, 1977, с. 85, рис. 44), что затрудняет интерпретацию понятия угла естественного откоса, поскольку, в большинстве случаев откос имеет переменный радиус кривизны, не позволяющий провести к нему единственную касательную линию.

Известны решения, направленные на устранение эффекта образования криволинейного участка в районе контакта с опорной плоскостью.

Известен Прибор для измерения угла естественного откоса сыпучего материала [АС СССР №564510, опубл. 28.08.1977]. Прибор содержит корпус с горизонтально расположенной площадкой и установленный на ней сосуд, ось которого перпендикулярна площадке, с дном-диском под испытуемый материал, размещаемый внутри сосуда, и угломер, установленный с возможностью поворота вокруг оси сосуда. При этом дно-диск выполнено подвижным вдоль оси сосуда, а сосуд — съемным. Измерение угла откоса осуществляют с естественным удалением избытка материала.

Известен Прибор для измерения угла естественного откоса сыпучего материала [АС СССР №615353, опубл. 26.06.1978]. Прибор содержит базовую плоскость с буртиком и выдвижной вверх столик. При ссыпании избытка материала со столика на нем образуется конус материала, угол откоса которого изменяется угломером.

В устройствах, базирующихся на таком принципе, действительно формируются конусы монодисперсного материала правильной формы, угол откоса которых можно замерить известными способами. Однако существенным недостатком таких устройств является процесс сегрегации по крупности частиц полидисперсных материалов (каковыми всегда являются пески, грунты и руды) в поверхностном слое конуса. При этом, фактически, измеряется угол откоса непредставительной сегрегированной части исследуемого материала, что отрицательно сказывается на точности измерения.

В качестве прототипа выбран Аппарат для измерения угла естественного откоса сыпучих материалов, конструкция которого описана в патенте US 3940997, опубл. 02.03.1976 г. Аппарат имеет открытую сверху камеру в форме прямоугольного параллелепипеда с внутренней перегородкой — полкой, параллельной днищу камеры. Полка консольно закреплена на торцевой стенке камеры. Между свободной кромкой полки и противолежащей торцевой стенкой имеется зазор. Полка делит внутренний объем камеры на две ячейки, верхняя из которых предназначена для измерения статического угла откоса, нижняя — для измерения динамического угла откоса. По меньшей мере, одна боковая стенка камеры выполнена из прозрачного материала, через нее осуществляются измерения углов откоса.

В исходном положении Аппарат по патенту US 3940997 находится в горизонтальном состоянии (при вертикальном положении полки). Материал загружают в ячейку между полкой и верхней крышкой, затем Аппарат вручную переводят в вертикальное положение. При повороте аппарата и переходе полки в горизонтальное положение материал с нее пересыпается на днище камеры. При этом формируются два массива — на полке и на днище, углы наклона которых к горизонту замеряются в качестве статического и динамического углов естественного откоса. Следует отметить, что материал пересыпается на днище естественным путем под действием силы тяжести в свободном падении. При этом на горизонтально расположенном днище камеры, образуется трехгранная призма материала с естественным откосом, направленным в противоположную сторону по отношению к откосу массива материала на полке и с контактом только с одной торцевой стенкой камеры (см. Fig. 5 патента US 3940997). В контексте данной заявки термин «боковая стенка» и «торцевая стенка» применяются условно, только для того, чтобы показать, что эти стенки взаимно перпендикулярны.

В устройстве по прототипу в зоне свободного падения на днище полидисперсного материала неизбежно образуется веер с различной траекторией движения зерен различной крупности, что отрицательно сказывается на однородности массива материала, формирующего естественный откос, и, соответственно, на точности измерений. То есть, в устройстве по прототипу неизбежно сохраняется негативный эффект сегрегации полидисперсного материала по крупности, что не позволяет сформировать плоскую поверхность откоса, и, соответственно, отрицательно влияет точность измерения.

В основу полезной модели поставлена задача — расширение арсенала средств и создание нового устройства для измерения угла естественного откоса сыпучих материалов. Достигаемый технический результат — повышение точности измерения за счет формирования плоской поверхности откоса.

Поставленная задача решается тем, что устройство для измерения угла естественного откоса сыпучих материалов представляет собой открытую сверху камеру, выполненную в форме многогранника, одна из боковых стенок которого выполнена из прозрачного материала. От прототипа отличается тем, что камера имеет форму невыпуклого восьмигранника, одна из торцевых стенок камеры имеет форму ступени с опорной площадкой, расположенной внутри камеры, противолежащая торцевая стенка камеры выполняет функцию подпорной стенки, при этом устройство снабжено поворотным средством с осью, перпендикулярной боковым стенкам камеры.

Предпочтительным является исполнение, при котором камера имеет форму невыпуклого восьмигранника с прямыми углами (геометрически — невыпуклая шестиугольная призма с основаниями в виде невыпуклых прямоугольных шестиугольников, которыми являются боковые стенки камеры).

В контексте данной заявки термин «подпорная стенка» применяется в значении: стенка, предназначенная для поддержания откоса находящегося за ней сыпучего материала [см. по аналогии толкование в он-лайн словаре Геологические термины https://dic.academic.ru/dic.nsf/geolog/6606/%D0%9F%D0%BE%D0%B4%D0%BF%D0%BE%D1%80%D0%BD%D0%B0% D1%8F_%D1%81%D1%82%D0%B5%D0%BD%D0%BA%D0%B0].

Функциональное назначение «подпорная стенка» выполняется при обязательном условии работы заявляемого устройства — достаточной его загрузке материалом, при которой осуществляется опирание материала на указанную торцевую стенку.

В механике сыпучих материалов известно и описано формирование угла естественного откоса сыпучих материалов, массив которых опирается на так называемую подпорную стенку. Состояние такого массива материала может быть формализовано как призма сплошного тела, а угол его естественного откоса, образуемый с горизонтом, не имеет криволинейного участка [см. Г.К. Клейн. Строительная механика сыпучих тел. — М, Стройиздат, 1977, сс. 126, 129]. Указанный эффект положен авторами в основу предлагаемого устройства.

Для того, чтобы лучше продемонстрировать отличительные особенности полезной модели, в качестве примера, не имеющего какого-либо ограничительного характера, ниже описан предпочтительный вариант реализации. Пример реализации иллюстрируется Фигурами чертежей, на которых представлено: Фиг. 1 — камера, вид сверху; Фиг. 2 — камера в вертикальном положении, вид со стороны боковой стенки; Фиг. 3 — Фиг. 4 — этапы поворота загруженной камеры; Фиг. 5 — Фиг. 6 — камера в положении для измерения угла откоса (отличие по сыпучести загруженного материала).

Устройство включает открытую сверху поворотную вокруг горизонтально ориентированной оси 1 прямоугольную в плане камеру, имеющую форму невыпуклого восьмигранника. Камера имеет боковые стенки 2, как минимум, одна из которых прозрачная, днище 3, и две торцевые стенки, одна из которых плоская и является подпорной стенкой 4. Вторая торцевая стенка имеет форму ступени ( — образная форма) с опорной площадкой 5, расположенной внутри камеры. Угол ϕ между плоскостью опорной площадки 5 и плоскостью части 6 этой торцевой стенки, прилегающей к днищу, составляет не менее 90°. На фигурах показан вариант исполнения камеры в виде невыпуклого восьмигранника с прямыми углами, то есть ϕ=90°. Поворотная ось 1 перпендикулярна боковым стенкам 2 камеры и соединена с ними любым известным способом, ее расположение не принципиально. С осью 1 соединено любое приемлемое для этих целей средство, осуществляющее поворот камеры вокруг горизонтальной оси. Это может быть ручной привод или, что предпочтительней, электромеханический (мотор-редуктор). Поворотное средство на фигурах не показано. Заявляемое устройство также снабжено средством измерения угла откоса α. Измерение осуществляется через боковую прозрачную стенку 2, например, лазерным угломером или механическим гониометром (на Фигурах не показано).

Предлагаемое устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии устройство приводят в наклонное положение в сторону, противоположную подпорной стенке 4, и загружают исследуемый сыпучий материал в пространство над опорной площадкой 5. Количество испытуемого материала предварительно подбирают (расчетным методом или экспериментально) таким, чтобы его поверхностный слой при вертикальном положении камеры проходил по касательной к выступающему внутрь углу ступени, либо располагался незначительно выше него, для исключения влияния давления верхней части материала на образованную в придонной области призму материала. Затем медленно приводят камеру в вертикальное положение, например, с помощью мотор-редуктора. При вертикальном положении камеры испытуемый сыпучий материал образует массив призматической формы, упирающийся в вертикальную подпорную стенку. Криволинейного участка у откоса в зоне контакта с подпорной стеной при этом не образуется. Далее, через прозрачную боковую стенку 2 камеры замеряют образовавшийся угол естественного откоса сыпучего материала с использованием, например, бесконтактного прибора.

В Таблице приведены результаты серий измерений угла естественного откоса различных сыпучих материалов (каменного угля и кварцевого песка) с использованием предлагаемого устройства и устройства по прототипу. Поскольку в устройстве по прототипу формируется угол откоса с криволинейным участком в нижней части откоса, измерение угла естественного откоса осуществлялось по прямолинейному участку откоса. В обоих случаях угол откоса фиксировался с использованием лазерного угломера. Из Таблицы следует, что разброс замеренных величин откоса с применением заявляемого устройства существенно меньше, чем с применением устройства по прототипу, то есть измерение с использованием заявляемого устройства существенно точнее.

Это объясняется следующим. В отличие от прототипа, в котором полидисперсный материал попадает в нижнюю измерительную ячейку путем свободного падения частиц с консольной полки на днище камеры, в заявляемом устройстве, при его повороте вокруг горизонтальной оси, материал перемещался под действием силы тяжести только путем скольжения массива вдоль опорной площадки 5 и нижней части 6 торцевой стенки камеры (см. Фиг. 3 и Фиг. 4). Это исключает свободное падение частиц и их сегрегацию по крупности, негативно влияющую на формирование плоскости откоса. Вторым моментом, влияющим на формирование плоскости откоса, является наличие подпирающей стенки. Обе эти конструктивные особенности заявляемого устройства в равной мере влияют на формирование в придонной части камеры массива материала в форме призмы с упором в противоположные торцевые стенки камеры, то есть получить плоскую поверхность естественного откоса без криволинейного участка. Так же на результат влияет наличие поворотного средства, обеспечивающего плавный поворот камеры вокруг оси и равномерное скольжение материала.

Образовавшийся и замеряемый угол а естественного откоса при такой конструкции камеры зависит только от реологических свойств изучаемого материала, что проиллюстрировано на Фиг. 5 и Фиг. 6.

VII Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум — 2015

ОПРЕДЕЛЕНИЕ УГЛОВ ЕСТЕСТВЕННОГО ОТКОСА СЫПУЧИХ МАТЕРИАЛОВ

  • Авторы
  • Файлы работы
  • Сертификаты

Угол естественного откоса широко используется при проектировании оборудования для хранения, транспортирования и переработки сыпучих материалов. Численные значения угла зависят от аутогезия, внутреннего трения и плотности упаковки частиц [1, 2].

Целью данного исследования является экспериментальное определение углов естественного откоса углеродных наноматериалов, которые производятся в промышленных масштабах на ОАО «ЗАВКОМ».

Методика определения углов естественного откоса

Известны разные конструкции устройств для определения углов естественного откоса [3, 4, 5]. В данной работе углы определялись на установке [6], которая представлена на рис.1. Установка состоит из основания 1, направляющей 2 и цилиндра 3, на поверхности которого имеется шкала. Процедура определения угла естественного откоса заключалась в следующем: цилиндр в направляющей устанавливали на основание; в цилиндр засыпали исследуемый материал; цилиндр поднимали вверх и материал из трубы высыпался на основание, образуя конус из зернистого материала; затем

Рис. 1. Общий вид установки цилиндр 3 опускали вниз до момента касания с зернистым материалом; по шкале определяли высоту усеченного конуса H, при известных значениях диаметра нижнего основания Dи верхнего – dрассчитывали угол естественного откоса αест :

С каждым материалом проводили по три серии, т.е. каждый из соавторов проводил одну серию измерений. В каждой серии проводили по 10 опытов и полученные результаты обрабатывали по стандартным методикам.

Углы естественного откоса определяли для следующих углеродных наноматериалов:

«Таунит»; «Таунит – М»; «Таунит – МД». Результаты экспериментов приведены в табл.1.

Таблица 1. Значения углов естественного откоса.

Угол естественного откоса, град.

Как видно из табл. отклонения углов от средних значений, на наш взгляд, существенны. По всей видимости это можно объяснить неодинаковыми значениями насыпной плотности в разных опытах. Из этого можно сделать вывод о том, что методика определения углов и, вполне возможно, устройство нуждаются в доработке и строгой регламентации процесса подготовки материала к процедуре определения угла естественного откоса.

Список использованной литературы

1. Першин В.Ф. Расчет относительной плотности и координационного числа полидисперсного материала. Плоская задача/ Порошковая металлургия. — 1990. №3. — С.9-14.

2. Першин В.Ф. Расчет относительной плотности и координационного числа полидисперсного материала. Пространственная задача / Порошковая металлургия. — 1990. № 5. — С.14-18.

3. Першина С.В. К вопросу промышленного использования углеродных наноматериалов /

С.В. Першина, А.Г. Ткачев, А.И. Шершукова, В.Ф. Першин // Приборы. Издатель: ООО «Международное НТО приборостроителей и метрологов», 2007. № 10. – С57-60.

4. А.с. 1226000 СССР, МКИ 3 G 01В 3/56. Устройство для определения углов естественного откоса сыпучих материалов / В.Ф. Першин, Е.А. Мандрыка, А.Н. Цетович (СССР), 1986, Бюл. № 15.

5. А.с. 1472757 СССР МКИ 3 G 01 B 11/26. Способ определения угла естественного откоса сыпучего материала / Н.М. Казанский, А.Д. Ишков, В.Ф. Першин, А.Н. Цетович, Е.А. Мандрыка (СССР), 1989, Бюл. № 14.

Работа выполнена в рамках государственной поддержки проектов по созданию высокотехнологичного производства, Постановление Правительства РФ щт 9 апреля 2010г. № 218 (Договор № 02.П25.31.0123 от 14 августа 2014 года)

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector