Шубин И.Н., Свиридов М.М., Таров В.П. Технологические машины и оборудование. Сыпучие материалы и их свойства
.pdfОписание экспериментальной установки
Установка (рис. 15) состоит из нижней неподвижной секции 3, подвижной секции 1, динамометрического измерительного устройства 4, резьбового нагрузочного винта 5 и прижимной плиты 2. Измерительное устройство 4 работает следующим образом: вращая нагрузочный винт 5, в измерительном устройстве 4 создаем сжатие пружины, которая одним концом соединена с винтом, а вторым упирается в стенку подвижной секции 1; при равновесии силы сжатия пружины и силы сопротивления
Рис. 15 Схема экспериментальной установки
движению секции 1, секция неподвижна относительно секции 3, увеличив силу сжатия пружины, заставим секцию 1 перемещаться относительно секции 3, зная жесткость пружины и ее деформацию, определяем силу сдвига [23].
Порядок проведения опытов
1 Установить верхнюю секцию в исходное положение (соответствует положению на рис. 9).
2 Провести нагружение секции 1 сдвигающей силой с помощью устройства 4. При этом зафиксировать силу начала движения секции и ее останова (повторить пункт 2 – 5 раз).
3 Произвести заполнение секций 1 и 3 в исходном положении исследуемым материалом 1.
4 Для материала 1 с помощью прижимной плиты 2 менять нормальную силу P (0, 5, 10 H) по трем ступеням (повторить пункты 3 и 4 – 5 раз).
5 Полученные экспериментальные данные записать в табл. 1. 6 Для материала 2 аналогично повторить пункты 1 – 5.
|
Обработка результатов эксперимента |
1 |
Заполнить табл. 1 экспериментальными данными. |
2 |
Рассчитать средние значения коэффициентов τп, τд по формуле τпр = f σ. |
3 |
Используя формулы (fд = τпр д / σд; fп = τпр п / σп), и средние значения экспериментальных данных |
определить коэффициенты трения движения fд и покоя fп для исследуемых материалов. |
|
4 |
Для исследуемых дисперсных материалов 1 и 2, воспользовавшись выражением (αi = arctg fтр) |
рассчитать углы αп и αд. |
|
5 |
Построить график функций τпр = f (P). |
|
Содержание отчета |
1 |
Краткое описание и схема экспериментальной установки (рис. 15). |
2 |
Таблица результатов экспериментальных измерений (табл. 8). |
3 |
Расчет углов и коэффициентов внутреннего трения. |
4 |
График функций. |
5 |
Выводы по работе. |
Таблица 8
Экспериментальные данные
|
№ |
Незапол- |
Материал |
Материал 2 |
Нагрузка |
||||
|
ненная |
|
1 |
||||||
|
опыта |
|
|
|
|
||||
|
τд |
τп |
τд |
|
τп |
τд |
τп |
P, Н |
|
|
|
|
|||||||
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
сред- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
нее |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
сред- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
нее |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
сред- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
нее |
|
|
|
|
|
|
|
|
Контрольные вопросы
1 Что такое сыпучий материал?
2 Назовите физико-механические характеристики сыпучего материала.
3 Объясните принцип работы экспериментальной установки.
4 В чем разница между коэффициентами трения покоя и движения? 5 Что такое насыпная плотность сыпучего материала?
6 В чем разница между углом естественного откоса и углом обрушения?
7 Различием каких исходных характеристик сыпучих материалов объясняется разница в углах и коэффициентах трения?
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1.Александровский А.А. Исследование процесса смешения и разработка аппаратуры для приготовления композиций, содержащих твердую фазу: Дисс. … док. техн. наук. – Казань, 1976.
2.Андрианов Е.И. Методы определения структурно-механических характеристик порошкообразных материалов. – М.: Химия, 1982. – 256 с.
3.А.с. СССР № 1640616 МКИ 5G01 N19/02. Способ определения коэффициента внутреннего трения сыпучего материала / А.А. Букин, М.М. Свиридов. – 1991. – Бюл. – № 13.
4.А.с. СССР № 1083086 МКИ G01 В5/24 Устройство для определения углов естественного откоса
иобрушения сыпучих материалов / М.П. Макевнин, В.Л. Негров, В.Ф. Першин, М.М. Свиридов. – 1984.
– Бюл. – № 12.
5.Виденеев Ю.Д. Дозаторы непрерывного действия. – М.: Энергия, 1978. – 184 с.
6.Дженике Э.В. Складирование и выпуск сыпучих материалов: Пер. с англ. – М.: Мир, 1968. – 184
с.
7.Кармаушенко Л.И. Взаимосвязь физико-механических свойств сыпучих материалов с подвижностью // Механика сыпучих материалов: Сб. тез. докл. 4 Всесоюзн. конф. – Одесса, 1980. – С. 41 – 42.
8.Каталымов А.В., Любартович В.А. Дозирование сыпучих и вязких материалов. – Л.: Химия, 1990. – 240 с.
9.Кафаров В.В., Дорохов И.Н., Арутюнов С.Ю. Системный анализ процессов химической технологии. Процессы измельчения и смешения сыпучих материалов – М.: Наука, 1985. – 440 с.
10.Коузов П.А. Основы анализа дисперсного состава промышленных пылей и измельченных материалов. М.: Химия, 1974. – 280 с.
11.Коптев А.А., Першин В.Ф., Свиридов М.М. и др. Особенности определения углов внутреннего трения сыпучих материалов // Вестник Тамбовского государственного технического университета. 2001. – Т. 7, № 1. – С. 60 – 65.
12.Коузов П.А., Скрябина Л.Я. Методы определения физико-химических свойств промышленных пылей. Л.: Химия, 1983. – 143 с.
13.Макаров Ю.И. Основы расчета процессов смешения сыпучих материалов. Исследование и разработка смесительных аппаратов: Дисс. … док. техн. наук. – М.: МИХМ, 1975.
14.Макаров Ю.И. Аппараты для смешения сыпучих материалов. – М.: Машиностроение,
1973. – 216 с.
15.Макаров Ю.И. Проблемы смешения сыпучих материалов // Журнал всесоюзного химического общества им. Д.И. Менделеева. – 1988. – Т. 33, № 4. – С. 384 – 389.
16.Модестов Б.С. Метод оптимального выбора дозирующего, смесительного и размольного оборудования для переработки сыпучего материалов химической промышленности с учетом их физикомеханических свойств. Тез. 3 Всесоюзн. конф.: Механика сыпучих материалов. – Одесса, 1975.
17.Определение физико-механических характеристик сыпучего материала: Метод. указания / Сост.: В.П. Таров, В.Л. Негров – Тамбов: Тамб. ин-т хим. машиностроения, 1991. – 12 с.
18.Першин В.Ф., Свиридов М.М. Конструкции смесителей сыпучих материалов, обеспечивающие стабильный уровень качества смеси // Химическое и нефтехимическое машиностроение. – 1999. – № 8. – С. 13 – 15.
19.Стандарт АОИМ 105-58. Рекомендуемая практика в отношении вероятностного отбора проб материалов: Пер. с англ. – 1958. – С. 1030 – 1032.
20.Свиридов М.М., Таров В.П., Шубин И.Н. Текучесть сыпучего материала // Вестник Тамбовского государственного технического университета. – 1999. – Т. 5, № 4. – С. 55.
21.Свиридов М.М. Причины случайности структуры смеси сыпучих материалов / Тез. докл. Всесоюзн. конф. "Моделирование САПР, АСНИ, ГАП". – Тамбов, 1989.
22.Свиридов М.М., Шубин И.Н. К вопросам определения работы на процесс смешивания сыпучих компонентов / Труды ТГТУ. – Тамбов: Изд-во Тамб. гос. техн. ун-та. – 2001. – Вып. 8. – С. 77 – 81.
23.Standard shear testing technique for particulate solids using the Jenike shear cell. THE INSTITUT OF CHEMICAL ENGINEER EUROPEAN FEDERATION OF CHEMICAL ENGINEERING – Pub-
lished by the Institution of Chemical Engineers, George E. Davis Building, 165-171 Railwey Terrace, Rugby , Warwickshire, CV21 3HQ, England, 1989 – 46.
Таблица 3
|
|
Диаметр |
Опыт 1 |
|
Опыт 2 |
|
Опыт 3 |
|
|
|
Аналитическая |
|
||||||||
|
№ |
отвер- |
|
|
|
|
|
зависимость |
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Мср |
R(δ |
|
|||||
|
опы |
стия |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
D(δ) |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
Gсит |
GΣ, |
|
м, |
Gсит |
GΣ, |
|
м, |
Gсит |
GΣ, |
|
м, |
, кг |
) |
|
|
|
|||
|
та |
сита δ, |
|
|
|
Y |
X |
R(δ)расч |
|
|||||||||||
|
|
м |
, кг |
кг |
|
кг |
, кг |
кг |
|
кг |
,кг |
кг |
|
кг |
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
2 |
3 |
4 |
|
5 |
6 |
7 |
|
8 |
9 |
10 |
|
11 |
12 |
13 |
14 |
15 |
16 |
17 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 4
|
Уровни |
Раз- |
|
|
|
Количество частиц |
|
|
|
|
|
|
||||
|
дискрими- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
мер |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
Фон – n |
|
|
|
Порошок – N |
|
|
|
N |
|
|||||
|
нации |
час- |
|
|
|
|
|
Nист |
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
"Н" |
"В" |
тиц δ, |
Опыт – |
Опыт – |
Опыт – |
nср |
Опыт – |
Опыт – |
Опыт – |
Nср |
|
|
|
|
|
|
мкм |
1 |
2 |
|
3 |
1 |
2 |
3 |
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
|
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|