3. Порядок выполнения работы
3.1. Экспериментальный метод
При применении экспериментального метода лабораторная работа выполняется на экспериментальной установке, схема которой показана на рис. 1.2.
Рис. 1.2. Схема
установки для исследования
характера дви- жения
груза в бункере: 1
- бункер, 2 – заслонка, 3
- мерный ящик
На первом этапе визуально устанавливается характер движения груза в бункере. Для этого бункер, имеющий прозрачную стенку, заполняется грузом, причем свободная его поверхность разравнивается. Затем периодически (на 2÷5 с) открывается заслонка бункера, а после ее закрытия фиксируется изменение положения груза в бункере.
На основании наблюдений составляется схема истечения груза через выпускное отверстие с указанием исходного положения груза и положения груза в конце истечения, когда воронка своей вершиной касается плоскости выпускного отверстия, а также трех-четырех промежуточных положений. В дополнение к схеме истечения приводится ее краткое описание и дается заключение о характере истечения груза из бункера.
На втором этапе устанавливается зависимость фактической скорости истечения груза через выпускное отверстие бункера от высоты слоя груза в бункере. Для определения фактической скорости истечения бункер заполняется грузом до требуемой высоты. Поверхность груза разравнивается. Затем выпускное отверстие открывается полностью на время, за которое вершина образующейся воронки достигает плоскости выпускного отверстия. Высыпавшаяся из бункера часть груза взвешивается. Средняя за данный промежуток времени скорость истечения груза определяется по формуле:
, (1.7)
где М - масса груза, высыпавшегося из бункера, кг;
ρ - объемная плотность вещества, т/м3;
t - время истечения груза, с.
Для получения достоверных результатов в принятом диапазоне изменения верхнего уровня груза в бункере выполняется не менее 20÷25 опытов, отличающихся по высоте верхнего уровня. Результаты эксперимента оформляются в виде табл. и графика зависимости Vгр =f (h), на котором наносят все экспериментальные точки.
Для каждого опыта на основании формулы (1.2) определяется фактическое значение коэффициента истечения груза λф.
В случае небольшого разброса значений λф необходимо выполнить их статистическую обработку с определением средней величины и доверительного интервала для среднего (см. приложение 7). Полученные значения λф сравниваются с теоретическим значением, рассчитанным по формуле (1.4).
Таблица
Данные эксперимента
№ опыта |
Высота слоя груза над выпускным отверстием бункера, см |
Время истечения груза, с |
Масса груза высыпавшегося из бункера, кг |
Фактическая скорость истечения груза, м/с |
Фактический коэффициент истечения груза |
|
|
|
|
|
|