Способ определения частоты собственных колебаний материала Советский патент 1989 года по МПК G01H13/00 

Изобретение относится к испытаниям сыпучих материалов, в частности к определению частоты собственных (резонансных) колебаний сыпучих материалов, используемых в качестве промежуточного теплоносителя при термической и химикотермической обработках металлических изделий, а также при термической обработке (сушке, прокалке и т.д.) самих сыпучих материалов или при их вибротранспортировании и бункеровке.

Целью изобретения является расширение класса исследуемых материалов за счет возможности исследования сыпучих материалов.

Йа чертеже изображено устройство для определения частоты собственных колебаний сыпучего материала.

Устройство содержит сосуд 1, изготовленный в виде стального стакана внутри которого размещают исследуемый сьтучий материал 2. Па днище сосуда 1 размещен тензорезисторный датчик 3 давления и смонтирована свинцовая накладка 4.

Устройство содержит также две направляющие 5 и основание б, на котором закреплена свинцовая пластина 7.

Способ осуществляют следующим об- разом.

Сосуд 1 заполняют исследуемым сыпучим материалом 2 и возбуждают колебания в нем ударным импульсом, создаваемым путем сбрасывания сосуда 1 с некоторой высоты h на основание 6 и торможения с цомощью свинцовых пластин 7 накладки 4, размещаемых на основании 6 и дне сосуда 1 соответственно.

Возникающие в сьтучем материале 2.при ударе колебания давления регистрируют с помощью датчика 3 давления, подключенного к осциллографу (не показан). Для исключения влияния колебаний,сосуда 1 на регистрируемый сигнал длительность ударного импульса задают больше полупериода собственных колебаний сосуда 1 пу-. тем подбора высоты Н материала, высоты h сбрасывания и толщины пластин 7 Вместе с тем длительность ударного импульса должна быть меньше ожидаемого полупериода собственных колебаний сыпучего материала для того, что бы можно бьшо реализовать условие импульсного возбуждения колебаний в исследуемом веществе.

Высоту h сбрасывания Останавливают в диапазоне до максимального зна

чения, вычисляемого из величины максимальной скорости V разгона

J

1.

igi v

,|l - -/5-2

)() -время релаксации фаз, с; В И (Е - )/(1 - )- деформация слоя, м; |i тГ1-ш су4 - коэффициент затухания; aij 2(F с - уг- . ловая частота собственных колебаний - слоя, 1/с; fс собственная частота колебаний слоя, 1/с; - порозность плотноупакованного слоя; Бо порозп

0 5

Q Q

5

5

ность свеженасыпанного слоя; Н - высота слоя, м; /- коэффициент сухого трения; q - ускорение свободного падения, р- динамическая вязкость газа. Па-с; - диаметр частиц, м; f плотность частиц, кг/м,

Указанное соотношение определяется тем, что при скорости V слой сыпучего материала достигает предельного сжатия, при этом слой теряет часть газа, подключающего его в виде пузырей. В плотноупакованном состоянии упругие колебания в слое развиваться не могут, а осциллограмма такого процесса имеет единственный пик.

Частоту собственных колебаний сыпучего материала 2 определяк Т путем анализа осциллограммы кЬлебглий.

Применение изобретения псзволяет исключить влияния наложенных колебаний сосуда 1 на регистрируемый сигнал благодаря тому, что собственные колебания в сосуде 1 не возбуждаются, так как длительность ударного импульса превышает полупериод собственных колебаний сосуда. Формула изобре -тения

Способ определения частоты собственных колебаний материала, по которому материал размещают внутри сосуда, возбуждают колебания уда.рным импульсом, создаваемьм путем разгона сосуда вертикально вниз и его торможения, и регистрируют кол€:бания материала с помощью датчика давления, отличающийся тем, что, с целью расширения класса исследуемых материалов за счет возмсжности исследования сыпучий материалов, длительность ударного импульса задают больше полупериода собственных вюлебаний сосуда, а максимальную скорость V разгона задают не больше величины, определяемой соотношением

2

0

-

I л л. а 1- V VM.KC -||-угде /

/ iSOfX () - время релаксации фаз,

с;

(1-Е)/() -деформация слоя, м;

/3 l1-(jp Oy/f - коэффициент затухания;

- угловая частота собственных колебаний слоя, 1/с;

f jj - собственная частота колебаний слоя,1/с;

C4,

- порозность плотно- упакованного слоя;

- порозность свеженасыпанного слоя;

- высота слоя, м;

- коэффициент сухого трения;

в

q - ускорение свободного

падения, р - динамическая вязкость

газа.

т. Па-с; диаметр частиц, м; плотность частиц, кг/м .

Изобретение относится к технике вибрационных испытаний. Целью изобретения является расширение класса исследуемых материалов за счет возможности исследования сыпучих материалов. Исследуемый сыпучий материал размещают внутри сосуда, возбуждают в нем колебания ударным импульсом, создаваемым путем разгона сосуда вертикально вниз и его торможения, и регистрируют колебания материала с помощью датчика давления, подключенного к регистрирующему прибору. Длительность ударного импульса задают большей полупериода собственных колебаний сосуда, благодаря чему собственные колебания в сосуде не возникают и не искажают регистрируемые колебания сыпучего материала. Максимальную скорость V_макс разгона задают не больше величины V_макс=βω_оВ√1+Α_G/Ω²B-Α_Gτ_V/2, где τ_V=ε³D²ρ/[150*98M(1-ε_O)] - время релаксации фаз, с

B=H(ε_O-ε)/(1-ε_O)деформация слоя, м

β=√1-Ω²τ²/4 - коэффициент затухания

Ω_O = 2φF_C - угловая частота собственных колебаний слоя, 1/с

F_C - собственная частота колебаний слоя, 1/с

ε- порозность плотноупакованного слоя

ε_O - порозность свеженасыпанного слоя

H - высота слоя, м

Α - коэффициент сухого трения

G - ускорение свободного падения м/с²

*98M - динамическая вязкость газа, Па^.с

D_R - диаметр частиц, м

ρ - плотность частиц, кг/м³. 1 ил.

Y///////777/

чХУхХЧХу //////