Свойства насыпных грузов

1. Кусковатость (гранулометрический состав).

2. Влажность.

3. Насыпная плотность.

4. Подвижность и связность частиц.

5. Коэффициент внешнего трения.

6. Абразивность.

7. Другие свойства (липкость, смерзаемость, взрывоопасность, способность к самовозгоранию, гигроскопичность, слеживаемость, ядовитость и вредность для здоровья людей).

1. Кусковатостью (гранулометрическим составом) насыпных грузов называется количественное распределение составляющих частиц по их крупности. Крупность частиц определяется наибольшим размером, т.е. определяется размером наибольшей диагонали одной из граней описанного параллелепипеда.

Гранулометрический состав насыпного груза определяется с помощью ситового анализа путём просеивания взятой пробы через ряд сит. Размер отверстий в ситах в метрической системе определяется в мм, а в дюймовой определяется термином меш, выражающим число отверстий, приходящихся на один линейный дюйм.

Ситовый анализ применяется для грузов с размером частиц более 0,05 мм. При размерах частиц менее 0,05 мм производится дисперсный анализ, основанный на разнице скоростей оседания частиц груза в жидкости. При ситовом анализе определяется характерный размер куска. Взятая проба насыпного груза характеризуется максимальным размером куска (а_тах) и минимальным (а_тin). Совокупность кусков с размерами от а_max до 0,8а_mах называется группой наибольших кусков.

Введём в рассмотрение коэффициент однородности груза К_о

.

В зависимости от значения К_о грузы делят на сортированные

(К_о и рядовые (К_о >2,5).

Для сортированных грузов размер среднего куска определяется

.

Для рядовых грузов размер типичного куска определяется в зависимости от количества группы наибольших кусков.

, если в пробе больше 10% массы наибольших кусков;

, если в пробе меньше 10% массы наибольших кусков.

Насыпные грузы в зависимости от размеров типичных кусков делятся на ряд категорий (таблица 11).

Таблица 11

Наименование		Размер типичных кусков , мм	Пример грузов
Кусковатые	Крупнокусковые	>160	Руда
	Среднекусковые	60 – 160	Каменный уголь
	Мелкокусковые	10 – 60	Щебень
Зернистые	Крупнозернистые	2 – 10	Зерно,гравий
	Мелкозернистые	0,5 – 2	Песок крупно- зернистый
Порошкообразные		0,05 – 0,5	Песок мелкий
Пылевидные		0,05	Цемент

Размер частиц транспортируемого груза является определяющим при выборе типа транспортирующей машины и ширины грузонесущего элемента.

2. Влажность.

Влага, содержащаяся в насыпных грузах, имеет следующие разновидности:

а) конституционная влага - влага, химически связанная с веществом скелета груза (скелетом насыпного груза называют совокупность составляющих его твёрдых частиц);

б) гигроскопическая влага – влага, впитываемая грузом из окружающей среды;

в) внешняя влага, которая делится на плёночную или молекулярную, образующую плёнку на поверхности частиц, и гравитационную влагу, заполняющую пространство между частицами.

Грузы, содержащие лишь конституционную влагу, называют сухими. Достигается такое состояние высушиванием при температуре до 105⁰С.

Грузы, содержащие конституционную и гигроскопическую влагу, называются воздушно-сухими (естественная влажность). При наличии в грузе плёночной влаги груз называют сырым. При наличии в грузе гравитационной влаги груз называется мокрым.

3. Насыпная плотность

Под насыпной плотностью понимают массу единицы занимаемого объёма, [т/м].

Величина плотности насыпного груза является одной из основных величин, определяющих производительность и энергоёмкость МНТ, и влияет на выбор типа МНТ.

По величине плотности грузы разделяют на четыре категории:

Лёгкие - торф, древесные опилки;

Средние - шлак, каменный уголь;

Тяжёлые - песок, щебень;

Весьма тяжёлые >2 - железная руда.

4. Подвижность и связность частиц

Грузы отличаются от жидкости ограниченной подвижностью, благодаря наличию сил трения между частицами груза, причём, чем больше внутреннее давление, тем больше сила трения.

Рис. 1. График зависимости касательных напряжений

от напряжений сжатия (нормальных напряжений).

Угол - угол внутреннего трения насыпного груза; tgf – коэффициент внутреннего трения; отрезок - начальное сопротивление сдвига; для хорошо сыпучих грузов ; для плохо сыпучих грузов >0. Такие грузы называются связанными.

Большинство насыпных грузов имеют начальное сопротивление сдвигу. Для одного и того же рода насыпного груза величина зависит от влажности, размеров частиц, сроков хранения в штабелях, а коэффициент внутреннего трения практически не зависит от этих факторов.

Рис. 2.

- угол естественного откоса (угол между боковой поверхностью свободно насыпанного груза и горизонтом). Различают угол естественного откоса в покое и в движении . Для практических расчётов используется . Для хорошо сыпучих грузов . Для связанных грузов и зависит от способа формирования откоса.

Угол естественного откоса позволяет правильно определить размеры насыпного груза на грузонесущем элементе, а также он важен для определения производительности ( т.к. площадь поперечного сечения меняется).

5. Коэффициент внешнего трения

Для проектирования МНТ и вспомогательных устройств необходимо знать коэффициент трения насыпных грузов по стали, резине и т.п. Эти величины определяют углы наклона стенок бункеров, максимальный угол наклона конвейера. Угол внешнего трения и коэффициент внешнего трения различают в состоянии покоя и в состоянии движения.

f_дв = (0,7 – 0,8)f_дв

6. Свойство насыпных грузов оказывать истирающее воздействие на контактирующие с ним поверхности во время движения называется абразивностью.

Абразивность зависит от твёрдости, форм и размеров составляющих частиц груза. По степени абразивности все грузы делятся на четыре группы:

А – неабразивные (опилки); В – малоабразивные (сухая глина, уголь мелкий); С – среднеабразивные (песок, земля); Д - высокоабразивные (зола, кокс, цемент).

Абразивность зависит от твёрдости, а твёрдость оценивается по десятибальной шкале Маоса.

Твёрдость 1 – тальк; твёрдость 6 – антрацит (уголь); 9 – корунд, хром; 10 – алмаз.

7. Другие свойства

Липкость – способность транспортируемого груза налипать на контактирующую с ним поверхность во время движения.

Смерзаемость – способность груза терять подвижность частиц при понижении температуры.

Взрывоопасность и др.