Способ определения динамического коэффициента внутреннего трения сыпучих материалов Советский патент 1988 года по МПК G01N19/02 

со со

Изобретение относится к определению свойств сыпучих материалов, в частности динамического коэффициента внутренего трения сыпучего материала.

Целью изобретения является повышение точности за счет обеспечения установившегося перемещения на границе подвижного и неподвижного объемов сыпучего материала при измерениях па- раметров, характеризующих динамический коэффициент внутреннего трения.

На фиг. 1 представлена схема прибора, реализующего предлагаемый способ; на фиг. 2 - схема струи в сое- тоянии установившегося движения, разрез.

Реализация способа может быть осуществлена при помощи прибора, который включает емкость J. В центре ее днища имеется отверстие 2, закрывающееся задвижкой 3. В крьш1ке 4 из прозрачного материала (оргстекло) в центре выполнено отверстие 5 такого же размера, как и отверстие 2, и с задвижкой 6. Над отверстием 5 крьпп- ки А установлена воронка 7, а под выпускным отверстием - стакан 8. Еще один стакан 9 имеют в запасе.

Способ определения динамического коэффициента внутреннего трения осуществляют следующим образом.

Сыпучий материал помещают в емкость 1 прн закрытом задвижкой 3 нижнем отверстии 2. Выравнивают линейкой неровности насьти и накрыва- ют крышкой 4. Отверстие 5 закрывают задвижкой 6 и заполняют воронку 7 дополнительным объемом того же материала, что и в основной емкости. Под выпускным отверстием ставят стакан 8 и рядом стакан 9. Затем последовательно открывают задвижки биЗиче- рез заполненную емкость пропускают

дополнительный объем сыпучего материала, сообщая ему относительное перемещение под действием собственного веса. При этом в сыпучем материале, находящемся в емкости, образуется струя тока, в которой всегда можно различить три характерные зоны.

Верхняя зона в виде конуса высотой h с углом образукяцей, равном углу внутреннего трения ср . Высота зоны связана с диаметром конуса выражением

h, 2 бЧ-о

Средняя - цилиндрическая зона диаметром D, высотой hj. Ее уравнение

D

2

Нижняя зона в форме параболоида вращения. Экспериментально установлен РИД параболы для этой зоны

D

h,tg( 2.) J. ,

где - угол внутреннего трения испытуемого материала.

Изменением расхода сыпучего материала, осуществляемым задвижками 3 и 6, формируют устойчивую струю с образованием в верхней ее части конуса со стабилизировавшимися размерами. Устанавливают параметры конической и цилиндрической частей струи. Для этого измеряют диаметр D (см) основания конуса, сформировавшегося под входным отверстием и высоту Н (см) струи от основания конуса до выходного отверстия (дна емкости).

Динамический коэффициент внутреннего трения определяют по формуле

Изобретение относится к определению свойств сыпучих материалов, в частности динамического коэффициента внутреннего трения. Целью изобретения является повьш1ение точности за счет обеспечения установившегося режима движения подвижного объема сыпучего материала относительно неподвижного. Дпя этого сыпучий материал помещают в емкость 1 с отверстием 2 в дне, закрываемом задвижкой 3. Открытием задвижки 3 и подачей дополнительного объема сыпучего материала в емкость пропускают его под действием собственного веса через емкость 1, чем обеспечивается относительное перемещение отдельных объемов сыпучего материала. Изменением расхода сыпучего материала формируют устойчивую струю с образованием в верхней ее части конуса со стабилизировавшимися размерами. Измеряют диаметр основания конуса и расстояние от его основания до дна емкости, а динамический коэффициент внутреннего трения определяют расчетной зависимостью с учетом высоты струи, диаметра струи, статического угла внутреннего трения и эмпирического коэффициента ,8. 2 ил., 1 табл. (fi сл

где О)

2arct6g y

(0,75-2СК,) + (2СКо-0,75Г-4с(,75Кв) ..

- коэффициент бокового давления , равный

tg(45 - «-),

- взаимосвязь экспериментальных данных,

И tg%,. V.

-

Н - высота струи, см; D - диаметр струи, см; Ч о - статический угол внутреннего трения, град; R - эмпирический коэффициент,

равный 0,8.

(

Пример. Исследуют свойства речного песка,характеризующегося( .Для определения динамического коэффищ ента

внутреннего трения берут емкость 1 (фиг. 1) размером 22-23 см по высоте и см в плане, В центре ее днища имеется круглое отверстие 2 диаметром 8 мм, закрывающееся задвижкой 3. Емкость заполняют исследуемым сыпучим материалом и закрывают крьпп- кой 4 из оргстекла с отверстием 5 такого же размера ( мм) и задвижкой 6, Устанавливают воронку 7. Открывают задвижки 3 и 6. С помощью стаканов 8 и 9 через заполненную емкость пропускают дополнительный объем исследуемого материала, формируют устойчивую струю с верхней конической и средней цилиндрической частями путем изменения заслонками 3 и 6 расхода сыпучего материала.

После стабилизации конуса, очередные порции песка не оказывают влияния на размер его основания эксперимент прекращают. Устанавливают параметры конической и цилиндрической частей струи путем измерения диаметра D (см) основания конуса сформи- ровавщегося под входным отверстием, а также йысоты Н (см) струи.

Результаты измерений предс . авле- ны в таблице.

Речной песок

31

20

fj tg2arctg; -:j

где со л ОА25з2СКо1 ( -4CiCKll0 75K2. гдесо .- 2ТСК1-0,75КЛ

- коэффициент бокового давления, равный

tg

Н tg%, ,

-тгп-

970Д

Расчет динамического коэффициента внутреннего трения производят в следующей последовательности. Определяют ,32, ,19. Рассчитывают6J 0,6. Определяют qig 28°, ,53.

0

5

0

5

0

5

Динамический коэффициент внутреннего трения исследуемого речного песка составляет ,53 при статическом коэффициенте внутреннего трения, равном 0,6, т.е. он на 5% меньще статического коэффициента внутреннего трения.

Формула изобретения

Способ определения динамического коэффициента внутреннего трения сыпучих материалов, заключающийся в том, что сыпучий материал помещают в емкость, осуществляют относительное перемещение его отдельных объемов и определяют динамический коэффициент внутреннего трения, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, относительное перемещение отдельных объемов сыпучего материала осуществляют путем пропускания через сыпучий материал дополнительного его объема под действием его собственного веса, изменением расхода сыпучего материала формируют при этом устойчивую струю до образования в верхней ее части конуса со стабилизировавшимися размерами, измеряют диаметр основания конуса и расстояние от его основания до дна емкости, а динамический коэффициент внутреннего трения определяют по формуле

Н - высота струи, см; Р - диаметр струи, см; статический угол внутреннего трения, град; ,8.