Способ определения динамического коэффициента внутреннего трения сыпучих материалов

 

Изобретение относится к определению свойств сыпучих материалов, в частности динамического коэффициента внутреннего трения. Целью изобретения является повьш1ение точности за счет обеспечения установившегося режима движения подвижного объема сыпучего материала относительно неподвижного . Дпя этого сыпучий материал помещают в емкость 1 с отверстием 2 в дне, закрываемом задвижкой 3. Открытием задвижки 3 и подачей дополнительного объема сыпучего материала в емкость пропускают его под действием собственного веса через емкость 1, чем обеспечивается относительное перемещение отдельных объемов сыпучего материала. Изменением расхода сыпучего материала формируют устойчивую струю с образованием в верхней ее части конуса со стабилизировавшимися размерами. Измеряют диаметр основания конуса и расстояние от его основания до дна емкости, а динамический коэффициент внутреннего трения определяют расчетной зависимостью с учетом высоты струи, диаметра струи, статического угла внутреннего трения и эмпирического коэффициента ,8. 2 ил., 1 табл. (fi сл

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК . 114 G Ol N 19/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

С О 3

ССО 3

СР

«Р»

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21 ) 4070001/25-28 (22) 23.05.86 (46) 07.03.88. Бюл. 1Ф 9 (71) Московский технологический институт пищевой промышленности (72) М.В.Гордиенко (53) 620.178.162. 2(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 908752, кл. G 01 N )9/02, 1982 °

Цытович Н.А. Механика грунтов.

М.: Высшая школа, 1983, с. 118. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ДИНАМИЧЕСКОГО КОЭФФИЦИЕНТА ВНУТРЕННЕГО ТРЕНИЯ

СЫПУЧИХ МАТЕРИАЛОВ (57) Изобретение относится к определению свойств сыпучих материалов, в частности динамического коэффициента внутреннего трения. Целью изобретения является повьппение точности за счет обеспечения установившегося режима движения подвижного объема сыпучего материала относительно неподвиж„„SU„„1379704 А 1 ного. Для этого сыпучий материал по— мещают в емкость 1 с отверстием 2 в дне, закрываемом задвижкой 3. Открытием задвижки 3 и подачей дополнительного объема сыпучего материала в емкость пропускают его под действием собственного веса через емкость 1, чем обеспечивается относительное перемещение отдельных объемов сыпучего материала. Изменением расхода сыпучего материала формируют устойчивую струю с образованием в верхней ее части конуса со стабилизировавшимися размерами. Измеряют диаметр основания конуса и расстояние от его основания до дна емкости, а динамический коэффициент внутреннего трения определяют расчетной зависимостью с учетом высоты струи, диаметра струи, статического угла внутреннего трения и эмпирического коэффипиента В=0,8.

2 ил., 1 табл.

1379704

h,= tg cp, 15

D х=«> .

ы-1

Г = д 2arctg — д .«) 1

rye(o =

1 (45 — 2 );

С= Н ЛЧЯ(1+В).

TbD

Изобретение относится к определению свойств сыпучих материалов, в частности динамического коэффициента внутренего трения сыпучего материала.

Целью изобретения является ловышение точности за счет обеспечения установившегося перемещения на границе подвижного и неподвижного объемов сыпучего материала при измерениях параметров, характеризующих динамический коэффициент внутреннего трения.

На фиг. 1 представлена схема прибора, реализующего предлагаемый способ; на фиг. 2 — схема струи в состоянии установившегося движения, разрез.

Реализация способа может быть осуществлена при помощи прибора, который включает емкость ). В центре ее днища имеется отверстие 2, закрывающееся задвижкой 3. В крышке 4 из прозрачного материала (оргстекло) в центре выполнено отверстие 5 такого же размера, как и отверстие 2, и с задвижкой 6. Над отверстием 5 крьппки 4 установлена воронка 7, а под вы" пускным отверстием - стакан 8. Еще один стакан 9 имеют в запасе.

Способ определения динамического коэффициента внутреннего трения осуществляют следующим образом.

Сыпучий материал помещают в емкость 1 при закрытом задвижкой 3 нижнем отверстии 2. Выравнивают линейкой неровности насыпи и накрывают крышкой 4. Отверстие 5 закрывают задвижкой 6 и эаполйяют воронку 7 дополнительным объемом того же материала, что и в основной емкости. Под выпускным отверстием ставят стакан 8 и рядом стакан 9. Затем последовательно открывают задвижки 6 и 3 ичереэ заполненную емкость пропускают

К вЂ” коэффициент бокового давле- о ния, равный

С вЂ” взаимосвязь экспериментальных данных, дополнительный объем сыпучего материала, сообщая ему относительное перемещение под действием собственного веса. При этом в сыпучем материале, находящемся в емкости, образуется струя тока, в которой всегда можно различить три характерные зоны.

Верхняя эона в виде конуса высотой h с углом образующей, равном углу внутреннего трения <р, . Высота зоны связана с диаметром конуса выражением

Средняя — цилиндрическая эона диаметром D, высотой h . .Ее уравнение

Нижняя эона в форме параболоида вращения. Экспериментально установлен вид параболы для этой зоны а

h t (45 - 4) -, где — угол внутреннего трения

30 испытуемого. материала.

Изменением расхода сыпучего материала, осуществляемым задвижками

3 и 6, формируют устойчивую струю с образованием в верхней ее части конуса со стабилизировавшимися раэме" рами. Устанавливают параметры конической и цилиндрической частей струи.

Для этого измеряют диаметр D (см) основания конуса, сформировавшегося

40 под входным отверстием и высоту Н (см) струи от основания конуса до выходного отверстия (дна емкости).

Динамический коэффициент внутреннего трения определяют по формуле

Н вЂ” высота струи, см;

D — диаметр струи, см;

Чо -. статический угол внутреннего трения, град, R — эмпирический коэффициент, равный 0,8.

Пример. Исследуют свойства речноо го песка,характериэующегосяц =31 .Для определения динамического коэффициента

1379704 ны в таблице.

Высота струи

Н, см

Сыпучий материал

Диаметр онуса D см трено ния в тике

35 град

Речной песок

31

v-1

f =tg 2arctg ——

Ф и+1 гдето) = внутреннего трения берут емкость l (фиг. 1) размером 22-23 см по высоте и 30 30 см в плане, В центре ее днища имеется круглое отверстие 2 диаметром 8 мм, закрывающееся задвиж5 кой 3. Емкость заполняют исследуемым сыпучим материалом и закрывают крьпчкой 4 из оргстекла с отверстием 5 такого же размера (d=8 ) и задвиж1О кой 6. Устанавливают воронку 7. Открывают задвижки 3 и б, С помощью стаканов 8 и 9 через заполненную емкость пропускают дополнительный объем исследуемого материала, формируют устойчивую струю с верхней конической и средней цилиндрической частями путем изменения заслонками 3 и

6 расхода сыпучего материала.

После стабилизации конуса, очередные порции песка не оказывают влияния на размер его основания эксперимент прекращают. Устанавливают параметры конической и цилиндрической частей струи путем измерения диаметра D (см) основания конуса. сформировавшегося под входным отверстием, а также высоты Н (см) струи.

Результаты измерений предс авлеК вЂ” коэффициент бокового давления, равный

t,g (45 - -"-);

Расчет динамического коэффициента внутреннего трения производят в следующей последовательности. Определяют

Ke=0,32, С=0,19. Рассчитываюти =0 6, О ф °

Определяют с q =28, 1 =0,53.

Динамический коэффициент внутреннего трения исследуемого речного песка составляет i =0,53 при статическом коэффициенте внутреннего трения, равном 0,6, т.е. он на 57. меньше статического коэффициента внутреннего трения.

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я

Способ определения динамического коэффициента внутреннего трения сыпучих материалов, заключающийся в том, что сыпучий материал помещают в емкость, осуществляют относительное перемещение его отдельных объемов и определяют динамический коэффициент внутреннего трения, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения точности, относительное перемещение отдельных объемов сыпучего материала осуществляют путем пропускания через сыпучий материал дополнительного его объема под действием его собственного веса, изменением расхода сыпучего материала формируют при этом устойчивую струю до образования в верхней ее части конуса со стабилизировавшимися размерами, измеряют диаметр основания конуса и расстояние от его основания до дна емкости, а динамический коэффициент внутреннего трения определяют по формуле

Н вЂ” высота струи, см;

D - диаметр струи, см;

Ч - статический угол внутреннего трения, град;

R=0,8.

1379704

СЮ7. Г

Составитель В.Ппинев

Редактор И.Шулла Техред Л.Олийнык Корректор M.Максимишинец

Заказ 975/46

Тираж 847 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4