СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СОСТАВОВ СЫПУЧИХ СИСТЕМ УПЛОТНЕННО-РАЗДВИНУТОГО ТИПА Российский патент 2005 года по МПК G01N33/38 

Описание патента на изобретение RU2244924C1

Изобретение относится к области испытаний и определения свойств материалов и может быть использовано в технологии дорожных, строительных, композиционных материалов, в производстве сплавов методами порошковой металлургии и в других производствах, где в качестве сырьевых компонентов используют смеси зернистых материалов.

Известен способ определения соотношений фракций для получения системы с плотной упаковкой частиц (Наполнители для полимерных композиционных материалов: Справочное пособие, пер. с англ. Под ред. П.Г.Бабаевского. - М.: Химия, 1981. -736 с., с.27-33). Известный способ включает следующую последовательность операций: выбор фракций порошков с наименьшими и наибольшими размерами частиц, определение пустотности фракций, расчет коэффициента k(ds/d), определение числа фракций (n) по графику, расчет среднего размера частиц, определение объемной массы пустот в мелкозернистых фракциях, расчет объема частиц каждой фракции, их общего объема и объемной доли каждой фракции, расчет для смеси фракций максимальной объемной доли частиц и объемной доли пустот, определение массы частиц каждой фракции и расчет массовой доли каждой фракции.

Однако известный способ определения соотношений фракций отличается многостадийностью, использованием графических зависимостей, снижающих точность определения соотношений компонентов и не в полной мере учитывает физические показатели исходных сырьевых компонентов. Кроме того, известный способ по своей сущности больше напоминает экспериментальный подход к определению соотношений фракций в смеси, чем метод строго математического проектирования смесей порошков как наполнителей полимерных композиционных материалов.

В основе создания изобретения лежит задача по разработке такого способа, который позволяет унифицировать способ определения составов сыпучих систем на основе фракций с зернами, большими по размерам, чем размеры частиц порошков, обеспечить количественную взаимосвязь между объемами фракций и количественно оценивать проявление в формируемой сыпучей системе двух физических явлений: явления уплотнения и явления раздвижки зерен больших размеров зернами меньших размеров, а соотношение фракций определять математическими методами с учетом отношений размеров твердых тел и величин пустотности.

Технический результат достигается тем, что на основе фракций с большими размерами зерен определяются соотношения фракций в смесях (системах) уплотненного типа, а явление их раздвижки определяют фракции с наименьшими размерами зерен (частиц). При этом обеспечивается количественная зависимость объемных соотношений всех фракций через отношение размеров их зерен.

Поставленная задача достигается тем, что в способе определения составов сыпучих систем уплотненно-раздвинутого типа во фракциях с размерами зерен D1>D2>D3>D3>D4>D5 при D2/D1, D3/D2,... , D5/D4 больше 0,155 определяют объемы фракций VD1, VD2, VD3, VD4 с размерами зерен D1, D2, D3 и D4 соответственно, м3, плотность материала зерен, средний размер зерен, величину пустотности VпD1 фракции с размерами зерен D1, коэффициенты степени уплотнения У1, У2, У3 фракции с размерами зерен D1 фракцией с размерами зерен D2, смеси уплотненного типа на основе фракций (D1+D2) со средними размерами зерен Dcp.cм2 фракцией с размерами зерен D3,

смеси уплотненного типа на основе фракций (D1+D2+D3) со средними размерами зерен Dcp.cм3 фракцией с размерами зерен D4 соответственно, используют фракции с большими размерами зерен для получения смесей уплотненного типа, определяют объемы смесей уплотненного типа Vсм2, Vсм3, Vсм4 на основе фракций (D1+D2), (D1+D2+D3) и (D1+D2+D3+D4) соответственно, м3, величины пустотности Vпсм2, Vпсм3 смесей уплотненного типа на основе фракций (D1+D2) и (D1+D2+D3) соответственно, производят раздвижку зерен смеси уплотненного типа фракциями с меньшими размерами зерен, определяют величину коэффициента раздвижки α 1, α 2, α 3 зерен смеси на основе фракций (D1+D2) фракцией с размерами зерен D3, зерен смеси на основе фракций (D1+D2+D3) фракцией с размерами зерен D4, зерен смеси на основе фракций (D1+D2+D3+D4) фракцией с размерами зерен D5 соответственно, а составы сыпучих систем уплотненно-раздвинутого типа определяют по формулам в следующей последовательности: определяют состав бинарной смеси уплотненного типа на основе фракций (D1+D2) по формулам

VD1=1 м3,

VD2=1 м3·VD1·У1·VпD1, м3,

У1=1-D2/D1,

используют 1 м3 указанной бинарной смеси уплотненного типа Vсм2=VD1+VD2=1 м3 для приготовления тернарной смеси уплотненно-раздвинутого типа, состав которой определяют по формулам

Vсм2=1 м31, м3; VD3=Vcм21-1), м3; α 1=(1+D3/Dcp.cм2)3;

определяют состав тернарной смеси уплотненного типа на основе фракций (D1+D2+D3) по формулам

Vcм2=1 м3, VD3=1 м3Vсм2·У2·Vпсм2, м3, У2=1-D3/Dcp.cм2;

используют 1 м3 указанной тернарной смеси уплотненного типа Vcм3=VD1+VD2+VD3=1 м3 для приготовления кватернарной смеси уплотненно-раздвинутого типа, состав которой определяют по формулам

Vcм3=1 м32, м3; VD4=Vcм32-1), м3; α 2=(1+D4/Dcp.cм3)3;

определяют состав кватернарной смеси уплотненного типа на основе фракций (D1+D2+D3+D4) по формулам

Усм3=1 м3, VD4=1 м3·Vсм3·У3·Vпсм3, м3, У3=1-D4/Dср.см.3;

используют 1 м3 кватернарной смеси уплотненного типа Vcм4=VD1+VD2+VD3+VD4=1 м3 для приготовления квинарной смеси уплотненно-раздвинутого типа, состав которой определяют по формулам

Vcм4=1 м33, м3; VD5=Vcм43-1), м3; α 3=(1+D5/Dcp.cм4)3.

В процессе исследования зернистых смесей было установлено, что увеличение содержания монолитного материала в смеси зернистых систем уплотненно-раздвинутого типа возможно только с использованием смесей уплотненного типа, в которых в результате более плотной упаковки зерен разных размеров снижается пустотность системы, а ее величину, при дальнейшем увеличении содержания фракции с наименьшими размерами зерен, можно сохранить в условиях раздвижки сочетанием только двух явлений, проявляющихся в процессе совмещения рассчитанных количеств фракций (явление уплотнения в результате более плотной упаковки зерен и явление раздвижки упакованных зерен зернами еще более мелких размеров).

В процессе спекания таких систем фракции с наименьшими размерами зерен образуют непрерывную матричную среду, связывая в единое целое всю сыпучую систему с образованием плотного монолитного конгломерата. В процессе проектирования систем уплотненного типа определяющая роль принадлежит отношениям размеров зерен, входящим в критериальные величины степени уплотнения (У), а в процессе проектирования систем раздвинутого типа определяющая роль принадлежит отношениям размеров зерен, входящим в критериальные величины степени раздвижки (α ).

Способ осуществляется следующим образом.

В лаборатории испытывают сыпучие сырьевые материалы на пригодность их применения в конкретной технологии. Выбранные материалы подвергают фракционированию с использованием стандартного набора сит. В каждой фракции по общепринятым методикам определяют следующие показатели свойств: насыпную плотность (объемную массу), γ , кг/м, истинную плотность (удельный вес) материала зерен, ρ , г/см3, величину пустотности (определяется экспериментально или методом расчета), Vп, м3.

В полифракционных (полидисперсных) сыпучих материалах по результатам ситового или седиментационного анализа определяют средний размер зерен (частиц) в каждой фракции.

В заявляемом способе определение соотношений фракций в проектируемом составе смеси базируется на отношениях размеров зерен во фракциях и смесях уплотненного типа, а также на изменениях величин пустотности, которые в свою очередь зависят от степени уплотнения, функционально определяемой отношениями размеров зерен в смесях, подвергаемых раздвижке. Степень раздвижки и степень уплотнения имеют между собой количественную взаимосвязь через отношение размеров зерен уплотняемых и уплотняющих, раздвигаемых и раздвигающих фракций.

Для приготовления сыпучих систем уплотненно-раздвинутого типа выбраны и испытаны следующие фракции кварцевого песка:

фракция с размерами зеренD1=2,5 мм,насыпная плотностьα 1=1260 кг/м3,фракция с размерами зеренD2=1,25 мм,насыпная плотностьα 2=1460 кг/м3,фракция с размерами зеренD3=0,63 мм,насыпная плотностьα 3=1450 кг/м3,фракция с размерами зеренD4=0,315 мм,насыпная плотностьα 4=1440 кг/м3,фракция с размерами зеренD5=0,14 мм,насыпная плотностьα 5=1430 кг/м3,

истинная плотность материала зерен песка, определенная пикнометрическим методом, равна ρ п=2,65 г/см3.

На основе имеющихся в наличии фракций песка можно рассчитать и приготовить тернарные смеси следующих составов:

(D1+D2)+D3(D2+D3)+D4(D1+D2)+D4(D2+D3)+D5(D1+D2)+D5(D3+D4)+D5

кватернарные смеси следующих составов: (D1+D2+D3)+D4

(D1+D2+D3)+D5

(D2+D3+D4)+D5

и квинарную смесь следующего состава: (D1+D2+D3+D4)+D5.

Примеры расчета составов смесей песка уплотненно-раздвинутого типа на основе трех, четырех и пяти фракций песка.

Пример 1. Расчет состава тернарной смеси песка на основе фракций с размерами зерен D1=2,5 мм, D2=1,25 мм и D3=0,63 мм.

Определяют состав бинарной смеси песка уплотненного типа на основе фракций с размерами зерен D1=2,5 мм и D2=1,25 мм.

Для приготовления смеси объемом 1 м3 требуется 1 м3 фракции с D1=2,5 мм

V2,5=1 м3, G2,5=1260 кг, а расход фракции с размерами зерен D2=1,25 мм составит:

V1,25=1 м3·V2,5·У· Vп2,5, м3,

V2,5=1 м3, У=1-1,25/2,5=0,5, Vп2,5=1 м3 (1-1260/2650)=0,525.

V1,25=1 м3·0,5· 0,525=0,263 м3, G1,25=0,263 м3·1460 кг/м3=384 кг.

Объемная масса рассчитанной смеси равна

γ см=1260 кг+384 кг=1644 кг/м3 (масса 1 м3 смеси).

Массовая доля фракции с размерами зерен D1=2,5 мм в смеси равна

1260 кг/1644 кг=0,766.

Массовая доля фракции с размерами зерен D2=1,25 мм в смеси равна

384 кг/1644 кг=0,234.

Средний размер зерен в рассчитанном составе смеси равен

2,5 мм· 0,766=1,915 мм

1,25 мм· 0,234=0,293 мм

Dcp.cм2=2,208 мм

Определяют расход материалов для приготовления 1 м3 тернарной смеси уплотненно-раздвинутого типа на основе бинарной смеси уплотненного типа Vсм2=VD1+VD2=1 м3 и фракции песка с размерами D3=0,63 мм.

Определяют α =(1+D3/Dср.см2)3=(1+0,63/2,208)3=2,123.

Расход бинарной смеси уплотненного типа определяется по формуле

Vcм2=1 м3/2=1 м3/2, 123=0/471 м3

Gсм2=0,471 м3·1644 кг/м3=774 кг.

Расход фракции песка с размерами зерен D3=0,63 мм определяется по формуле

V0,63=Vcм2(α -1)=0,471 м3 (2,123-1)=0,529 м3

G0,63=0,529 м3·1450 кг/м3=767 кг.

Объемная масса рассчитанного состава смеси уплотненно раздвинутого типа равна

γ см=774 кг+767 кг=1541 кг/м3 (масса 1 м3 смеси).

V=Vcм2+V0,63=0,471 м3+0,529 м3=1,000 м3

(расчет произведен правильно)

V2,5=(774· 0,766)/1260=0,471 м3,

V1,25=(774· 0,234)/1460=0,124 м3.

Объем монолитного материала в смеси равен

Vмcм=0,471 (1260/2650)+0,124 (1460/2650)+0,529(1450/2650)=0,581 м3,

Объем пустот в смеси равен Vпсм=1 м3 (1-1541/2650)=0,419 м3,

Объем смеси равен Vсм=0,581 м3+0,419 м3=1,000 м3.

Пример 2. Расчет состава тернарной смеси песка на основе фракций с размерами зерен D2,5, D1,25 и D0,14 (данные из примера 1).

Определяют α =(1+D5/Dср.см2)3=(1+0,14/2,208)3=1,203.

Расход бинарной смеси уплотненного типа равен

Vсм2=1 м3/1,203=0,831 м3

Gсм2=0,831 м3·1644 кг/м3=1366 кг.

Расход фракции песка с размерами зерен D5=0,14 мм равен

V0,14=0,831 м3 (1,203-1)=0,169 м3, G0,14=241 кг

V=Vcм2+V0,14=0,831 м3+0,169 м3=1,000 м3

Объемная масса рассчитанного состава смеси уплотненно раздвинутого типа равна

γ см=1366 кг+241 кг=1607 кг/м3 (масса 1 м3 смеси).

Объем монолитного материала в рассчитанном составе смеси равен

vмcм=1 м3 (1-1607/2650)=0,606 м3,

Объем пустот в рассчитанном составе смеси равен Vпсм=1 м3(1-1607/2650)=0,394 м3,

Объем смеси равен Vсм=Vмсм+Vпсм=0,606 м3+0,394 м3=1,000 м3

(расчет состава смеси произведен правильно).

Пример 3. Расчет состава тернарной смеси песка на основе фракций с размерами зерен D3=0, 63 мм, D4=0,315 мм и D5=0,14 мм.

Определяют состав бинарной смеси песка уплотненного типа на основе фракций с размерами зерен D3=0,63 мм и D4=0,315 мм.

Для приготовления смеси объемом 1 м3 требуется 1 м3 фракции с D3=0,63 мм

V0,63=1 м3, G0,63=1450 кг, а расход фракции с размерами зерен D4=0,315 мм составит:

V0,315=1 м3·V0,63·У· Vп0,63, м3,

V0,63=1 м3, У=1-0,315/2,5=0,5, Vп0,63=1 м3 (1-1450/2650)=0,453.

V0,315=1 м3·0,5· 0,453=0,227 м3, G0,315=326 кг.

Объемная масса рассчитанной смеси равна

γ см=1450 кг+326 кг=1776 кг/м3 (масса 1 м3 смеси).

Массовая доля фракции с размерами зерен D3=0,63 мм в смеси равна

1450 кг/1776 кг=0,816,

Массовая доля фракции с размерами зерен D4=0,315 мм в смеси равна

326 кг/1776 кг=0,184.

Средний размер зерен в рассчитанном составе смеси равен

0,63 мм· 0,816=0,514 мм

0,315 мм· 0,184=0,058 мм

Dср.см2=0, 572 мм

Определяют расход материалов для приготовления 1 м3 тернарной смеси уплотненно-раздвинутого типа на основе бинарной смеси уплотненного типа Vсм2=VD3+VD4=1 м3 и фракции песка с размерами D5=0,14 мм.

Определяют α =(1+D5/Dcp.см2)3=(1+0,14/0,572)3=1,929.

Расход бинарной смеси уплотненного типа равен

Vсм2=1 м3/α м3/1, 929=0,518 м3

Gcм2=0,518 м3·1776 кг/м3=920 кг.

Расход фракции песка с размерами зерен D5=0,14 мм определяется по формуле

V0,14=Vcм2(α -1)=0,518 м3(1,929-1)=0,482 м3, G0,14=689 кг.

Объемная масса рассчитанного состава смеси уплотненно-раздвинутого типа равна

γ см=920 кг+689 кг=1609 кг/м3 (масса 1 м3 смеси).

V0,63=(920· 0,816)/1450=0,518 м3, V0,315=(920· 0,184)/1440=0,118 м3

Объем монолитного материала в смеси равен

Vmcm=0,518 (1450/2650)+0,118 (1440/2650)+0,482 (1430/2650)=0,283+0,064+0,260=0,607 м3,

Объем пустот в рассчитанном составе смеси равен

Vпcм=1 м3 (1-1609/2650)=0,393 м3,

Объем рассчитанного состава смеси равен

V=Vмcм+Vпcм=0,607 м3+0,393 м3=1,000 м3

(расчет произведен правильно).

Пример 4. Расчет состава кватернарной смеси песка на основе фракций с размерами зерен D1=2,5 мм, D2=1,25 мм, D3=0,63 мм и D4=0,315 мм.

Определяют состав бинарной смеси песка уплотненного типа D1+D2 (состав и характеристики смеси из примера 1).

V2,5=1 м3, G2,5=1260 кг, V1,25=0,263 м3, G1,25=384 кг,

γ см=1644 кг/м3, Dcp.cм2=2,208 мм.

Определяют расход смеси Vсм2 и фракции с размерами зерен D3=0,63 мм для приготовления 1 м3 тернарной смеси уплотненного типа D1+D2+D3.

Расход смеси D1+D2 составляет 1 м3

Vcм2=1 м3, Gсм2=1644 кг, а расход фракции с размерами зерен D3=0,63 мм определяется по формуле

V0,63=1 м3·У2·Vпсм2, м3,

У2=1-D3/Dср.см2=1-0,63/2,208=0,715, Vпсм2=(1-1644/2650)=0,380.

V0,63=1 м3·0,715· 0,380=0,272 м3, G0,63=394 кг.

Объемная масса тернарной смеси уплотненного типа VD1+VD2+VD3 равна

γ см=1644 кг+394 кг=2038 кг/м3 (масса 1 м3 смеси).

Массовая доля смеси Vcм2 равна

1644 кг/2038 кг=0,807.

Массовая доля фракции V0,63 равна

394 кг/2038 кг=0,193.

Средний размер зерен в рассчитанном составе тернарной смеси уплотненного типа равен

2,208 мм· 0,807=1,782 мм

0,63 мм· 0,193=0,123 мм

Dср.см2=1,904 мм

Определяют расход смеси и фракции с размерами зерен D4=0,315 мм для приготовления 1 м3 кватернарной смеси уплотненно-раздвинутого типа

α =(1+D4/Dcp.cм3)3=(1+0,315/1,904)3=1,583.

Vcм3=1 м3/α м3/1,583=0,632 м3

Gcм3=0,632 м3·2038 кг/м3=1287 кг.

Расход фракции с размерами зерен D4=0,315 мм определяется по формуле

V0,315=Vcм3(α -1)=0,632 м3 (1,583-1)=0,368 м3, G0,315=530 кг.

V=Vcм3+V0,315=0,632 м3+0,368 м3=1,000 м3.

Объемная масса рассчитанной кватернарной смеси уплотненно-раздвинутого типа равна

γ =1287 кг+530 кг=1817 кг/м3 (масса 1 м3 смеси).

Объем монолитного материала в смеси равен

Vmcm=1 м3 (1817/2650)=0,686 м3,

Объем пустот в рассчитанном составе смеси равен

Vпсм=1 м3 (1-1817/2650)=0,314 м3,

Объем рассчитанного состава смеси равен

V=Vмcм+Vпcм=0,686 м3+0,314 м3=1,000 м3

(расчет произведен правильно).

Пример 5. Расчет состава кватернарной смеси песка на основе фракций с размерами зерен D1=2,5 мм, D2=1,25 мм, D3=0,63 мм и D5=0,14 мм (данные из примера 4).

Состав тернарной смеси уплотненного типа.

γ см=2038 кг/м3, Vcм3=1 м3, Dср.см3=1,904 мм.

Определяют коэффициент раздвижки смеси Vсм3 зернами фракции с размерами зерен D5=0,14 мм

α =(1+D5/Dcp.cм3)3=(1+0,14/1,904)3=1,237.

Определяют расход смеси Vсм3 для приготовления 1 м3 кватернарной смеси уплотненно-раздвинутого типа

Vcм3=1 м3/α =1 м3/1,237=0,808 м3

Gсм3=0,808 м3·2038 кг/м3=1647 кг.

Определяют расход фракции с размерами зерен D5=0,14 мм для приготовления 1 м3 кватернарной смеси уплотненно-раздвинутого типа

V0,14=Vcм3(α -1)=0,808 м3 (1,237-1)=0,192 м3, G0,14=0,192 м3+1430 кг/м3=275 кг.

Объемная масса рассчитанного состава смеси равна

γ см=1647 кг+275 кг=1922 кг/м3 (масса 1 м3 смеси).

Объем смеси равен Vсм=Vсм3+V0,14, м3

V=0,808 м3+0,192 м3=1,000 м3

Пример 6. Расчет состава квинарной смеси песка уплотненно-раздвинутого типа на основе фракций с размерами зерен D1=2,5 мм, D2=1,25 мм, D3=0,63 мм, D4=0,315 мм и D5=0,14 мм.

Vсм3=1 м3, Gсм3=2038 кг, Dср.см3=1,904 мм (данные из примера 4).

Для приготовления кватернарной смеси уплотненного типа объемом 1 м требуется Vcм3=1 м3, Gсм3=2038 кг.

Расход фракции с размерами зерен D4=0,315 мм определяется по формуле

V0,315=1 м3·Vсм3·У3·Vпсм3, м3, Vсм3=1 м3

У3=1-D4/Dср.см3=1-0,315/1, 904=0,835.

Vпcм3=(1-γ cм3п)=(1-2038/2650)=0,231.

V0,315=1 м3-0,835· 0,231=0,193 м3,

G0,315=0,193 м3·1440 кг/м3=278 кг.

Объемная масса рассчитанного состава кватернарной смеси уплотненного типа равна

γ см=2038 кг+278 кг=2316 кг/м3 (масса 1 м3 смеси).

Массовая доля смеси Vсм3 в рассчитанном составе равна.

2038 кг/2316 кг=0,880,

Массовая доля фракции с размерами зерен D4=0,315 мм в смеси равна

278 кг/2316 кг=0,120.

Средний размер зерен в рассчитанном составе кватернарной смеси уплотненного типа равен

1,904 мм· 0,880=1,676 мм

0,315 мм· 0,120=0,038 мм

Dср.см4=1,714 мм

Для приготовления 1 м3 квинарной смеси уплотненно-раздвинутого типа на основе Vсм4 и фракции с размерами зерен D5=0,14 мм расход компонентов определяется по формулам

Vсм4=1 м3/α , м3

V0,14=Vcм4 (α -1), м3

α =(1+D5/Dcp.см4)3=(1+0,14/1,714)3=1,266.

Vсм4=1 м3/1,266=0,790 м3

Gсм4=0,790 м3·2316 кг/м3=1829 кг.

V0,14=0,790 м3 (1,266-1)=0,210 м3,

G0,14=0,210 м3·1430 кг/м3=301 кг.

Объемная масса рассчитанного состава квинарной смеси уплотненно-раздвинутого типа равна

γ см=1829 кг+301 кг=2130 кг/м3 (масса 1 м3 смеси).

V=Vcм4+V0,14=0,790 м3+0,210 м3=1,000 м3.

Методы расчета составов сыпучих смесей песка по заявляемому способу были испытаны в ЦСЛ домостроительного комбината г.Твери. Испытание составов трех смесей песка, приготовленных по заявляемому методу расчета, показали хорошую сходимость результатов испытаний и рассчитанных составов. Действительно, в смесях уплотненного типа достигается увеличение объемной массы за счет более плотной упаковки зерен различных размеров. Установлено в результате испытаний смесей различного состава, что по мере увеличения разницы в размерах зерен совмещаемых фракций резко повышается степень уплотнения и наблюдается уменьшение величины пустотности смеси. Установлено также, что при увеличении размеров зерен в раздвигающих фракциях уменьшается содержание в рассчитанной смеси фракций с большими размерами зерен и, наоборот, с уменьшением размеров зерен в раздвигающих фракциях содержание смеси уплотненного типа в смесях уплотненно-раздвинутого типа увеличивается.

Заявляемый способ определения соотношений фракций в сложных смесях позволяет математическими методами регулировать их составы и характеристики.

Похожие патенты RU2244924C1

название год авторы номер документа
СПОСОБ ПРОЕКТИРОВАНИЯ СОСТАВА ТЯЖЕЛОГО БЕТОНА 1993
  • Голубев Александр Иванович
RU2079839C1
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ НАСЫПНОГО ОБЪЕМА ФРАКЦИЙ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ СЫПУЧЕЙ СМЕСИ 1991
  • Голубев Александр Иванович
RU2006821C1
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СОСТАВОВ СЫПУЧИХ СИСТЕМ ЗАПОЛНЕННО-РАЗДВИНУТОГО ТИПА 2003
  • Миронов В.А.
  • Голубев А.И.
RU2244925C1
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СОСТАВОВ СЫПУЧИХ СИСТЕМ УПЛОТНЕННОГО ТИПА 2003
  • Миронов В.А.
  • Голубев А.И.
RU2244920C1
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СОСТАВОВ СЫПУЧИХ СИСТЕМ УПЛОТНЕННО-ЗАПОЛНЕННО-РАЗДВИНУТОГО ТИПА 2003
  • Миронов В.А.
  • Голубев А.И.
RU2244926C1
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СОСТАВОВ СЫПУЧИХ СИСТЕМ РАЗДВИНУТОГО ТИПА 2003
  • Миронов В.А.
  • Голубев А.И.
RU2244923C1
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СОСТАВОВ СЫПУЧИХ СИСТЕМ ЗАПОЛНЕННОГО ТИПА 2003
  • Миронов В.А.
  • Голубев А.И.
RU2244921C1
СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ ФОРМУЮЩЕЙСЯ НАПОЛНЕННОЙ КОМПОЗИЦИИ 1992
  • Голубев Александр Иванович
RU2005703C1
Силовой RS-триггер 2023
  • Халина Татьяна Михайловна
  • Стальная Мая Ивановна
  • Хоренко Павел Евгеньевич
RU2813798C1
СПОСОБ ФОРМИРОВАНИЯ УПОРЯДОЧЕННОЙ СТРУКТУРЫ ПОЛИДИСПЕРСНОЙ СЫПУЧЕЙ СМЕСИ 1992
  • Голубев Александр Иванович
RU2042412C1

Реферат патента 2005 года СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СОСТАВОВ СЫПУЧИХ СИСТЕМ УПЛОТНЕННО-РАЗДВИНУТОГО ТИПА

Изобретение относится к испытанию свойств материалов и может быть использовано в технологии дорожных, строительных, композиционных материалов, в производстве сплавов методами порошковой металлургии и в других производствах, где в качестве сырьевых компонентов используют смеси зернистых материалов. В способе определения составов сыпучих систем уплотненно-раздвинутого типа во фракциях с размерами зерен D1>D2>D3>D3>D4>D5 при D2/D1, D3/D2,..., D5/D4 больше 0,155 определяют объемы фракций VD1, VD2, VD3,VD4 с размерами зерен D1, D2, D3 и D4 соответственно, м3, плотность материала зерен, средний размер зерен, величину пустотности VпD1 фракции с размерами зерен D1, коэффициенты степени уплотнения У1, У2, У3 фракции с размерами зерен D1 фракцией с размерами зерен D2, смеси уплотненного типа на основе фракций (D1+D2) со средними размерами зерен Dср.см2 фракцией с размерами зерен D3, смеси уплотненного типа на основе фракций (D1+D2+D3) со средними размерами зерен Dср.см3 фракцией с размерами зерен D4 соответственно, используют фракции с большими размерами зерен для получения смесей уплотненного типа, определяют объемы смесей уплотненного типа Vсм2, Vсм3, Vсм4 на основе фракций (D1+D2), (D1+D2+D3) и (D1+D2+D3+D4) соответственно, м3, величины пустотности Vпсм2, Vпсм3 смесей уплотненного типа на основе фракций (D1+D2) и (D1+D2+D3) соответственно, производят раздвижку зерен смеси уплотненного типа фракциями с меньшими размерами зерен, определяют величину коэффициента раздвижки α 1, α 2, α 3 зерен смеси на основе фракций (D1+D2) фракцией с размерами зерен D3, зерен смеси на основе фракций (D1+D2+D3) фракцией с размерами зерен D4, зерен смеси на основе фракций (D1+D2+D3+D4) фракцией с размерами зерен D5 соответственно, а составы сыпучих систем уплотненно-раздвинутого типа определяют по формулам в следующей последовательности: состав бинарной смеси уплотненного типа на основе фракций (D1+D2) по формулам VD1=1 м3, VD2=1 мз•VD1•У1•VпD1, м3, У1=1-D2/D1, используют 1 м3 указанной бинарной смеси уплотненного типа Vсм2=VD1+VD2=1м3 для приготовления тернарной смеси уплотненно-раздвинутого типа, состав которой определяют по формулам Vсм2=1 м31, м3; VD3=Vсм21-1), м3; α 1=(1+D3/Dcp.см2)3; определяют состав тернарной смеси уплотненного типа на основе фракций (D1+D2+D3)по формулам Vсм2=1 м3, VD3=1 м3·Vсм2•У2•Vпсм2, м3, У2=1-D3/Dср.см2; используют 1 м3 указанной тернарной смеси уплотненного типа Vсм3=VD1+VD2+VD3=1 м3 для приготовления кватернарной смеси уплотненно-раздвинутого типа, состав которой определяют по формулам Vсм3=l м32, м3 · VD4=Vсм32-1), м3; α 2=(1+D4/Dср.см3)3; определяют состав кватернарной смеси уплотненного типа на основе фракций (D1+D2+D3+D4) по формулам Усм3=1 м3, VD4=1 м3•Vсм3•У3•Vпсм3, м3, У3=1-D4/Dср.см.3; используют 1 м3 кватернарной смеси уплотненного типа Vсм4=VD1+VD2+VD3+VD4=1 м3 для приготовления квинарной смеси уплотненно-раздвинутого типа, состав которой определяют по формулам Vсм4=1 м33, м3; VD5=Vсм43-1), м3; α 3=(1+D5/Dср.см4)3. Технический результат - разработка унифицированного способа определения составов сыпучих систем, позволяющего количественно оценивать явления уплотнения и раздвижки зерен, регулировать составы сложных смесей математическими методами.

Формула изобретения RU 2 244 924 C1

Способ определения составов сыпучих систем уплотненно-раздвинутого типа, характеризующийся тем, что во фракциях с размерами зерен D1>D2>D3>D3>D4>D5 при D2/D1, D3/D2,..., D5/D4 больше 0,155 определяют объемы фракций VD1, VD2, VD3,VD4 с размерами зерен D1, D2, D3 и D4 соответственно, м3, плотность материала зерен, средний размер зерен, величину пустотности VпD1 фракции с размерами зерен D1, коэффициенты степени уплотнения У1, У2, У3 фракции с размерами зерен D1 фракцией с размерами зерен D2, смеси уплотненного типа на основе фракций (D1+D2) со средними размерами зерен Dср.см2 фракцией с размерами зерен D3, смеси уплотненного типа на основе фракций(D1+D2+D3) со средними размерами зерен Dср.см3 фракцией с размерами зерен D4 соответственно, используют фракции с большими размерами зерен для получения смесей уплотненного типа, определяют объемы смесей уплотненного типа Vсм2, Vсм3, Vсм4 на основе фракций (D1+D2), (D1+D2+D3) и (D1+D2+D3+D4) соответственно, м3,

величины пустотности Vпсм2, Vпсм3 смесей уплотненного типа на основе фракций (D1+D2)и(D1+D2+D3) соответственно, производят раздвижку зерен смеси уплотненного типа фракциями с меньшими размерами зерен, определяют величину коэффициента раздвижки α 1, α 2, α 3 зерен смеси на основе фракций(D1+D2) фракцией с размерами зерен D3, зерен смеси на основе фракций (D1+D2+D3) фракцией с размерами зерен D4, зерен смеси на основе фракций (D1+D2+D3+D4) фракцией с размерами зерен D5 соответственно, а составы сыпучих систем уплотненно-раздвинутого типа определяют по формулам в следующей последовательности:

определяют состав бинарной смеси уплотненного типа на основе фракций (D1+D2)по формулам

VD1=1 м3,

VD2=1 мз•VD1•У1•VпD1, м3,

У1=1-D2/D1,

используют 1 м3 указанной бинарной смеси уплотненного типа Vсм2=VD1+VD2=1м3 для приготовления тернарной смеси уплотненно-раздвинутого типа, состав которой определяют по формулам

Vcм2=1м31, м3; VD3=Vсм21-1), м3; α 1=(1+D3/Dcp.cм2)3;

определяют состав тернарной смеси уплотненного типа на основе фракций (D1+D2+D3)по формулам

Vcм2=1 м3, VD3=1 м3Vсм2•У2•Vпсм2, м3, У2=1-D3/Dср.см2;

используют 1 м3 указанной тернарной смеси уплотненного типа Vсм3=VD1+VD2+VD3=1м3 для приготовления кватернарной смеси уплотненно-раздвинутого типа, состав которой определяют по формулам

Vсм3=1 м32, м3; VD4=Vсм32-1), м3; α 2=(1+D4/Dср.см3)3;

определяют состав кватернарной смеси уплотненного типа на основе фракций (D1+D2+D3+D4)по формулам

Усм3=1 м3, VD4=1 м3•Vсм3•У3•Vпсм3, м3, У3=1-D4/Dср.см.3;

используют 1 м3 кватернарной смеси уплотненного типа Vсм4=VD1+VD2+VD3+VD4=1 м3 для приготовления квинарной смеси уплотненно-раздвинутого типа, состав которой определяют по формулам

Vcм4=1 м33, м3; VD5=Vсм43-1), м3; α 3=(1+D5/Dср.см4)3.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2005 года RU2244924C1

БАБАЕВСКИЙ А.Г
Наполнители для полимерных композиционых материалов, Москва, Химия, 1981, с
Прибор с двумя призмами 1917
  • Кауфман А.К.
SU27A1
Способ определения состава смеси двух фракций сыпучих материалов 1990
  • Костенко Борис Иванович
  • Бычкова Алевтина Ивановна
  • Ефимова Тамара Ивановна
  • Демченко Игорь Петрович
SU1727065A1
Цифровой полярно-координатный автокомпенсатор 1978
  • Шайн Иосиф Липович
  • Алиев Тельман Абаскули
  • Ветчинкин Борис Иванович
SU779889A1
СПОСОБ РАСЧЕТА СОСТАВА ТЕРНАРНОЙ СЫПУЧЕЙ СМЕСИ 1992
  • Голубев Александр Иванович
RU2036472C1
Способ определения коэффициента раздвижки арматуры прослойкой матрицы 1991
  • Голубев Александр Иванович
SU1791778A1
US 6379031 B1, 30.04.2002.

RU 2 244 924 C1

Авторы

Миронов В.А.

Голубев А.И.

Даты

2005-01-20Публикация

2003-05-12Подача