Определение характеристик транспортируемого материала Приборы и инструменты

Транспортируемый материал (гранулированный полиэтилен), штангенциркуль (см. рис. 1.11), мерный стакан, весы лабораторные с разновесами (см. рис. 1.15), регулируемый стол (см. рис. 3.1), лабораторный стенд для определения коэффициента внутреннего и внешнего трения материала (см. рис. 3.2), лабораторный стенд для определения скорости витания транспортируемого материала (см. рис. 3.3), термоанемометр модели 8901 (см. рис. 1.19), уровень, специальная стальная пластина.

Порядок выполнения работы

1. Опредёление насыпной плотности материала. Транспортируемый материал (гранулированный полиэтилен) насыпать в мерный стакан не менее 200 см³ , слегка встряхнуть его для выравнивания поверхности и произвести отсчет по градуировке на стакане. Этот объем материала Ф_м высыпать на тарелку лабораторных весов и определить его массу m с помощью разновесов. Полученные данные занести в табл. 3.1 и произвести расчет по формулам таблицы.

2. Определение физической плотности материала. Для определения физической плотности материала засыпать взвешенный материал в мерный стакан, положить на поверхность материала металлический кружок, чтобы предотвратить всплытие материала. Залить из другого мерного стакана воду, объем которой ранее был определен в таком количестве, чтобы она была на уровне нижней плоскости металлического кружка. По остатку воды в мерном стакане определить объем Ф_ж залитой воды в мерную емкость с испытуемым материалом. Полученные данные занести в табл. 3.1 и определить по формулам физическую плотность материала .

3. Определение угла естественного откоса материала в покое производится на регулируемом столе (рис. 3.1). Плоскость стола выставить горизонтально с помощью регулируемых ножек и уровня. Уровень должен показывать горизонтальность стола при взаимно перпендикулярном положении уровня на столе. Для этого в емкость с цилиндрическими стенками насыпать испытуемый материал высотой не менее диаметра емкости. Накрыть емкость плотным листом бумаги, аккуратно перевернуть ее вверх дном, не давая высыпаться материалу, и поставить на отрегулированный стол. Вытащить из-под стакана лист и медленно поднять стакан строго вертикально. Высыпавшийся материал образует на поверхности стола конус. Замерить с помощью штангенциркуля и штангенрейсмуса диаметр основания D_км и высоту конуса h, полученные данные занести в табл. 3.1 и по формуле вычислить угол естественного откоса материала в покое .

Рис. 3.1. Схема определения угла естественного откоса

4. Определение коэффициентов трения транспортируемого материала выполняется на специальном лабораторном стенде (рис. 3.2). Стенд состоит из прямоугольного лотка 1 с направляющими 2. На направляющих размещается прямоугольный короб без дна 3, к коробу прикреплена гибкая нить 4, перекинутая через блок 5. К другому концу нити прикреплена грузовая площадка 6. Под действием силы тяжести грузов 6, помещаемых на грузовую площадку, короб 3 перемещается по направляющим лотка 1.

Рис. 3.2. Схема стенда для определения коэффициентов трения материала

Для определения коэффициента трения материала по стали в лоток 1 засыпать такое количество материала, чтобы гибкая нить 4, прикрепленная к лежащей на материале стальной пластине массой m_п, заняла горизонтальное положение. При проведении опытов пластину отвести в крайнее положение, так чтобы грузовая площадка заняла верхнее положение. На пластину установить груз известной массы m_г, а на грузовую площадку – измерительный груз m_и такой массы, чтобы пластина совершала медленное равномерное перемещение по материалу в лотке. Опыты повторить не менее 3-х раз при различных величинах m_г. Найти среднее значение силы нормального давления пластины на материал согласно выражению

, Н, (3.1)

и соответствующее среднее значение силы трения пластины по материалу

, Н. (3.2)

Полученные данные занести в табл.3.1 и вычислить коэффициент трения материала по стали.

Для определения коэффициента внутреннего трения материала используют предыдущую установку (см. рис. 3.2). Из лотка убирают экспериментальную стальную пластину и насыпают транспортируемый материал в таком количестве, чтобы нижний срез короба 3 касался материала. Материал в лотке необходимо уплотнить встряхиванием. Короб отводят по направляющим в крайнее положение, так чтобы грузовая площадка заняла верхнее положение, а нить 4 заняла горизонтальное положение. На грузовую площадку 6 помещают для компенсации сил трения в опорах короба груз такой массы, чтобы короб перемещался медленно равномерно по направляющим. Для выполнения опытов короб снова отводят в крайнее исходное положение, в него помещают 100 г материала, на который укладывают уплотнительную пластину известной массы. На грузовую площадку помещают груз такой массы, чтобы короб перемещался равномерно, без ускорения. Опыт повторяют не менее 3-х раз с различными грузами в коробе. По результатам опытов находят среднее значение нормальной силы F_нм на плоскость трения материала по материалу и среднее значение силы внутреннего трения F_тм по аналогии с предыдущим опытом. Полученные данные заносят в табл. 3.1 и вычисляют коэффициент внутреннего трения материала.

5. Определение скорости витания транспортируемого материала осуществляют на специальной лабораторной установке (рис. 3.3). Установка состоит из конической трубы 1, закрепленной вертикально на кронштейне 2. В трубе 1 имеется смотровое окно 3 и отводы 4 в верхней и нижней частях для присоединения водяных манометров 5. К нижней узкой части конуса присоединена трубка для подачи воздуха от компрессора. В трубке 6 установлены пальцы 7 для регулирования скорости потока на входе в конус 1. В верхней части конуса размещена регулировочная заслонка 8. Порядок выполнения опытов следующий. Поместить в трубу 1 несколько (3-40) зерен транспортируемого материала под измерительную заслонку 8. Удалить из трубки 6 регулировочные пальцы 7. Зафиксировать уровень жидкости в водяных манометрах. Под руководством преподавателя включить компрессор. Наблюдая движение частиц материала в потоке воздуха, добиться их устойчивого плавания следующим образом: если частицы материала вылетают из конуса, то следует установить пальцы 7 в отверстия трубки 6. При этом каждый раз замерять скорость потока воздуха термоанемометром 8901 на выходе конуса. Если этого недостаточно, на исток заслонки 8 помещают грузы, постепенно наращивая их массу и замеряя скорость воздуха. По достижении устойчивого парения частиц материала в потоке воздуха снять показания с верхнего и нижнего манометров и полученные данные занести в табл. 3.1.

Рис. 3.3. Схема установки для определения скорости витания материала

Таблица 3.1