Nmexpertiza.ru

НМ Экспертиза
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Определение угла естественного откоса сыпучих материалов

Лабораторная работа 1

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ПОЛИМЕРНЫХ МАТЕРИАЛОВ

Цель работы: изучить основные способы определения технологических свойств полимерных материалов, ознакомиться с применяемым оборудованием и приборами, экспериментально провести определение основных технологических свойств полимеров.

Оборудование и приборы: термошкаф, вибросито с набором сеток, весы технические, секундомер, прибор для определения угла естественного откоса, капиллярный вискозиметр (ИИРТ), прибор для определения насыпной плотности.

Предварительная подготовка

1 Изучить существующие методы определения технологических свойств полимерных материалов [1 , с. 16 – 20, 30 – 42; 2, с. 6 – 16; 3, с. 43 – 46].

2 Ознакомиться с применяемым оборудованием и приборами.

Порядок проведения работы

1 Ознакомитьсяс инструкцией по охране труда и технике безопасности при работе на вибросите и приборе ИИРТ.

2 Определить содержание влаги в порошкообразном полимерном материале. Влажность полимерных порошков не должна превышать 0,05 %.

3 Определить сыпучесть полимерного порошка, характеризуемую углом естественного откоса. Порошки с углом естественного откоса более 43° не пригодны для формования изделий.

5 Определить насыпную плотность полимерных порошков.

6 Определить удельный объем расплава термопластичного полимерного материала.

Методические указания

Технологические свойства исходных материалов оценивают по величине влажности, сыпучести, гранулометрическому составу, насыпной плотности, удельному объему и другим показателям, предусмотренным технологическим регламентом.

Определение содержания влаги и летучих веществ

В чистый, предварительно взвешенный бюкс помещают около 5 г испытуемого материала и взвешивают на аналитических весах с точностью до 0,001 г. Открытый бюкс помещают в термостат и выдерживают в течение 30 минут при (105 ± 2) ° С. После этого открытый бюкс переносят в эксикатор для охлаждения материала до комнатной температуры. Затем бюкс закрывают и вторично взвешивают вместе с материалом.

Относительное содержание влаги и летучих веществ (%) рассчитывают по формуле

, (1.1)

где G 1, G 2 — масса бюкса с материалом до и после удаления летучих веществ соответственно, г; G — масса бюкса, г.

Определение сыпучести порошкообразных и гранулированных материалов

Сыпучесть полимерных материалов обусловливается их гранулометрическим составом и влажностью. Ее можно определять тремя способами: по углу естественного откоса, по времени опорожнения стандартной воронки и по углу обрушения.

Определение сыпучести по углу естественного откоса

Методика основана на измерении угла между горизонтальной плоскостью и образующей конуса, самопроизвольно создаваемого сыпучим материалом.

Для определения сыпучести используют приспособление, показанное на рис. 1.1. Оно состоит из основания 1, с нанесенными концентрическими окружностями диаметром 100 — 600 мм через каждые 10 мм, стойки 2 со шкалой для измерения высоты, подвижной планки 3, способной перемещаться в вертикальной и горизонтальной плоскостях.

Полый цилиндр 4 (диаметром 100 мм и высотой 300 мм) устанавливают на основание 1, совмещая его с окружностью 100 мм. Насыпают в него 2 л полимерного материала и поднимают строго вертикально вверх с одинаковой скоростью во всех экспериментах. Рассыпаясь, материал приобретает форму, близкую к конической.

Рис. 1.1 Схема приспособления для измерения сыпучести материала по углу естественного откоса

Повторив эксперимент 5 — 6 раз, каждый раз фиксируют высоту конуса h и его диаметр D. По среднему арифметическому значению этих измерений рассчитывают угол естественного откоса a по формуле

(1.2)

Коэффициент внутреннего трения М, также характеризующий сыпучесть, определяют по формуле

М = tg a . (1.3)

Определение гранулометрического состава порошков

Для определения гранулометрического состава порошков применяют набор сит с размерами ячейки 0,8; 0,4; 0,2; 0,1; 0,09; 0,08 мм, закрепляемый на вибростоле. Каждое из сит взвешивается на технических весах с точностью до 0,01 г. Через сита просеивают пробу порошка массой 100 г. Продолжительность рассеивания должна быть не менее 20 мин. По окончании рассева взвешиванием определяется количество порошка на каждом из сит. Операцию рассеивания повторяют не менее трех раз. Среднеарифметические значения фракций частиц порошка разных размеров заносят в табл. 1.1.

1.1 Гранулометрический состав порошковых материалов

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Угол — обрушение

Угол обрушения — третий показатель, определяющий сыпучесть. Измеряется при помощи пластины ( шпателя), имеющий лопатку размером 125×20 мм. Пластину погружают в основание массы СМ параллельно донышку емкости, затем поднимают, выводя ее из слоя вверх. Материал хорошей сыпучести образует на пластине четко выраженную насыпь. Плохо сыпучий материал образует насыпь неправильной формы с разрывами и уступами. Тем не менее определяют среднее значение угла наклона насыпки к горизонтали. Затем пластину осторожно постукивают и вновь определяют среднее значение угла наклона к горизонтали. Среднее арифметическое из двух подобных измерений и дает угол обрушения. [1]

Угол обрушения для данного СМ всегда больше угла естественного — откоса, за исключением очень легко сыпучих материалов. Угол обрушения дает большую информацию о сыпучести материала, чем угол естественного откоса. Чем выше угол обрушения, тем меньшей сыпучестью обладает материал. Угол обрушения служит критерием оценки когезии, размера, формы и удельной поверхности частиц, однородности, пористости и деформируемости СМ. [2]

Некоторые исследователи определяют угол обрушения методом высыпания зернистого материала через отверстие в горизонтальном плоском днище емкости. Угол свободного откоса слоя, образующегося при этом на днище ( угол обрушения), обычно отличается от угла естественной насыпи в пространстве, не ограниченном боковыми стенками. [3]

Читать еще:  Естественный угол откоса супеси

Следует учитывать, что определять угол обрушения необходимо при достаточной толщине слоя СМ. [4]

Кроме угла естественного откоса, иногда дополнительно определяют так называемый угол обрушения . Для этого пластину размером 125×6 мм погружают в нижнюю часть слоя сыпучего материала, устанавливая ее горизонтально. Затем поднимают пластину до вывода из слоя. Хорошо сыпучий материал образует одну непрерывную насыпь на пластине. Поверхность плохо сыпучего материала имеет ряд уступов. В обоих случаях измеряют средний угол наклона этой поверхности к горизонтали. Затем пластину слегка обстукивают и определяют новое среднее значение угла наклона поверхности к горизонтали. Среднее арифметическое обоих углов является расчетной характеристикой данного материала и называется углом обрушения. [5]

В работе Керра предложено использовать для оценки сыпучести четыре показателя: угол естественного откоса, коэффициент вибрационного уплотнения, угол обрушения и кажущееся поверхностное сцепление или коэффициент неоднородности. [6]

Определены важнейшие величины, определяющие подвижность / сыпучесть / материалов, угол естественного откоса начальное сопротивление сдвигу, угол внутреннего трения и угол обрушения . [7]

Критериями оценки сыпучести порошкообразных и гранулированных полимеров, наряду со временем и скоростью высыпания материала через отверстие конической воронки, могут служить угол естественного откоса, угол обрушения , угол ссыпания, слеживаемость и др. Учитывая, что сыпучесть полимеров существенным образом зависит от наличия в них статического электричества и влаги, перед определением сыпучести по любому из указанных способов необходимо вольтметром замерить величину заряда статического электричества в материале, а также определить содержание влаги в испытуемом образце. [8]

Угол обрушения для данного СМ всегда больше угла естественного — откоса, за исключением очень легко сыпучих материалов. Угол обрушения дает большую информацию о сыпучести материала, чем угол естественного откоса. Чем выше угол обрушения, тем меньшей сыпучестью обладает материал. Угол обрушения служит критерием оценки когезии, размера, формы и удельной поверхности частиц, однородности, пористости и деформируемости СМ. [9]

Некоторые исследователи определяют угол обрушения методом высыпания зернистого материала через отверстие в горизонтальном плоском днище емкости. Угол свободного откоса слоя, образующегося при этом на днище ( угол обрушения ), обычно отличается от угла естественной насыпи в пространстве, не ограниченном боковыми стенками. [10]

Это положение затрудняет создание паспорта ( таблиц) свойств сыпучих материалов. Интересно в этом отношении предложение Карра [31] оценивать сыпучесть дискретных материалов суммой баллов по пяти показателям: угол естественного откоса, коэффициент уплотнения, угол обрушения , коэффициент неоднородности фракционного состава частиц, эффективность сцепления ( коэффициент внутреннего трения) частиц. Каждый из этих показателей может быть оценен по 25 баллам. [11]

Для идеально сыпучих грузов угол внутреннего трения ф равен углу естественного откоса а, который может быть определен способом, показанным на рис. 1.6. Цилиндр / ставят на плоскость 2 и доверху наполняют грузом. Для связных грузов угол естественного откоса больше, чем угол внутреннего трения, и зависит от способа формирования откоса: при насыпании сверху образуется угол насыпания сс ( рис. 1.7), а при обрушении — угол обрушения аоб . [13]

Угол обрушения для данного СМ всегда больше угла естественного — откоса, за исключением очень легко сыпучих материалов. Угол обрушения дает большую информацию о сыпучести материала, чем угол естественного откоса. Чем выше угол обрушения , тем меньшей сыпучестью обладает материал. Угол обрушения служит критерием оценки когезии, размера, формы и удельной поверхности частиц, однородности, пористости и деформируемости СМ. [14]

Для оценки сцепляемости деталей можно было бы, так же, как и для насыпных грузов, использовать в качестве критериев угол естественного откоса или угол внутреннего трения — величины, определяемые для каждого груза экспериментально. Как известно из соответствующей литературы [23], для насыпных материалов углом естественного откоса принято называть наибольший угол, который может образовать свободная поверхность сыпучего тела с горизонтальной плоскостью. Так как угол естественного откоса зависит не только от свойств сыпучего тела, но также и от способа образования откоса, то обычно различают две величины угла етественного откоса, а именно: угол насыпания ан и угол обрушения а — Углом насыпания называется угол, образуемый свободной поверхностью груза, поступающего сверху на вершину и скатывающегося по откосу вниз ( фиг. [15]

VII Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум — 2015

ОПРЕДЕЛЕНИЕ УГЛОВ ЕСТЕСТВЕННОГО ОТКОСА СЫПУЧИХ МАТЕРИАЛОВ

  • Авторы
  • Файлы работы
  • Сертификаты

Угол естественного откоса широко используется при проектировании оборудования для хранения, транспортирования и переработки сыпучих материалов. Численные значения угла зависят от аутогезия, внутреннего трения и плотности упаковки частиц [1, 2].

Целью данного исследования является экспериментальное определение углов естественного откоса углеродных наноматериалов, которые производятся в промышленных масштабах на ОАО «ЗАВКОМ».

Методика определения углов естественного откоса

Известны разные конструкции устройств для определения углов естественного откоса [3, 4, 5]. В данной работе углы определялись на установке [6], которая представлена на рис.1. Установка состоит из основания 1, направляющей 2 и цилиндра 3, на поверхности которого имеется шкала. Процедура определения угла естественного откоса заключалась в следующем: цилиндр в направляющей устанавливали на основание; в цилиндр засыпали исследуемый материал; цилиндр поднимали вверх и материал из трубы высыпался на основание, образуя конус из зернистого материала; затем

Читать еще:  Откосы своими руками фотоотчет

Рис. 1. Общий вид установки цилиндр 3 опускали вниз до момента касания с зернистым материалом; по шкале определяли высоту усеченного конуса H, при известных значениях диаметра нижнего основания Dи верхнего – dрассчитывали угол естественного откоса αест :

С каждым материалом проводили по три серии, т.е. каждый из соавторов проводил одну серию измерений. В каждой серии проводили по 10 опытов и полученные результаты обрабатывали по стандартным методикам.

Углы естественного откоса определяли для следующих углеродных наноматериалов:

«Таунит»; «Таунит – М»; «Таунит – МД». Результаты экспериментов приведены в табл.1.

Таблица 1. Значения углов естественного откоса.

Угол естественного откоса, град.

Как видно из табл. отклонения углов от средних значений, на наш взгляд, существенны. По всей видимости это можно объяснить неодинаковыми значениями насыпной плотности в разных опытах. Из этого можно сделать вывод о том, что методика определения углов и, вполне возможно, устройство нуждаются в доработке и строгой регламентации процесса подготовки материала к процедуре определения угла естественного откоса.

Список использованной литературы

1. Першин В.Ф. Расчет относительной плотности и координационного числа полидисперсного материала. Плоская задача/ Порошковая металлургия. — 1990. №3. — С.9-14.

2. Першин В.Ф. Расчет относительной плотности и координационного числа полидисперсного материала. Пространственная задача / Порошковая металлургия. — 1990. № 5. — С.14-18.

3. Першина С.В. К вопросу промышленного использования углеродных наноматериалов /

С.В. Першина, А.Г. Ткачев, А.И. Шершукова, В.Ф. Першин // Приборы. Издатель: ООО «Международное НТО приборостроителей и метрологов», 2007. № 10. – С57-60.

4. А.с. 1226000 СССР, МКИ 3 G 01В 3/56. Устройство для определения углов естественного откоса сыпучих материалов / В.Ф. Першин, Е.А. Мандрыка, А.Н. Цетович (СССР), 1986, Бюл. № 15.

5. А.с. 1472757 СССР МКИ 3 G 01 B 11/26. Способ определения угла естественного откоса сыпучего материала / Н.М. Казанский, А.Д. Ишков, В.Ф. Першин, А.Н. Цетович, Е.А. Мандрыка (СССР), 1989, Бюл. № 14.

Работа выполнена в рамках государственной поддержки проектов по созданию высокотехнологичного производства, Постановление Правительства РФ щт 9 апреля 2010г. № 218 (Договор № 02.П25.31.0123 от 14 августа 2014 года)

Способ определения угла естественного откоса сыпучих материалов и устройство для его осуществления

Номер патента: 1401250

Текст

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 9) 02 1 В 5/24 ЕНИЯ 2 ОГО но-м е бюрому СС198 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ПИСАНИЕ ИЗ(71) Специально-конструкторскпо подземному самоходному гороборудованию(56) Авторское свидетельство9 1100491, кл. С 01 В 5/24,(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ УГЛА ЕСТЕСТ-,ВЕННОГО ОТКОСА СЫПУЧИХ МАТЕРИАЛОВ ИУСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ(57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для определения угла естественоткоса при исследовании структуреханических характеристик сыпучих материаловЦелью изобретения является снижение трудоемкости определения угла за счет снижения требуемой массы сыпучего материала, При осуществлении способа сыпучий материал насыпают с помощью пластины 6 через отверстие 7 на рабочую поверхность сектора 1, При этом формируется часть кругового конуса, ограниченного перегородками 3 и 4, вершина которого совпадает с ребром 5, С помощью шкал 2 и 8 определяют радиус основания и высоту конуса, по кото ь рым рассчитывают угол естественного откоса. 2 с.п. и 1 з.п. ф-лы, 1 ил.Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для определения угла естественного откоса при исследовании ст руктурно-механических характеристик сыпучих материалов,Цель изобретения — снижение трудоемкости определения угла.На чертеже показана схема устройства для определения угла естественного откоса сыпучих материалов.Устройство содержит основание, выполненное в виде сектора 1, на рабочей поверхности которого выполне на шкала 2 в виде дуг концентрических окружностей, перегородки 3 и 4, установленные на рабочей поверхности сектора 1 и образующие двугранный угол, ребро 5 которого перпендикулярно рабочей поверхности сектора 1 и проходит через центр шкалы 2, и пластину 6, образующую с перегородками 3 и 4 воронку с отверстием 7 для формирования струи сыпучего материала 25 в направлении ребра 5, имеющего линейную шкалу 8.Способ осуществляют следующим образом,Сыпучий материал насыпают с по мощью пластины 6 через отверстие 7 на рабочую поверхность сектора 1. При этом с помощью двугранного угла фор. мируется часть кругового конуса, ограниченного перегородками 3 и 4. Вершина конуса совпадает с ребром 5.35 С помощью шкалы 2 определяют радиус основания конуса, а по шкале 8 фикси» руют его высоту. Угол естественного , откоса рассчитывают по формулеЬ с = агс 18 -г где Ь и г — соответственно высота и радиус основания конуса,Если известен объем сыпучего материапа, насыпаемого на рабочую поверхность сектора 1, угол естественного откоса рассчитывают или по формулеЧ ,ф о( = агсйд — о -120 К г или по формулеС( = агсСд где Ч — объем насыпаемого сыпучегоматериала;- величина двугранного угла.Кроме того, сыпучий материал можно насыпать в угол зданий при определении угла откоса крупнозернистыхматериалов. Дпя тонкозернистых сыпучих ,материалов сектор 1 и перегородки 3 и 4 могут быть выполнены из полиэтилена.Формула из обретения1, Способ определения угла естественного откоса сыпучих материалов,заключающийся в том, что насыпаютсыпучий материал на горизонтальнуюповерхность до формирования конуса иизмеряют его линейные размеры, покоторым определяют угол естественного откоса, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью снижения трудоемкости определения угла, на поверхности размещают две плоские перегородки, образующие двугранный угол сребром, перпендикулярным поверхности, а материал насыпают так, чтобывершина конуса располагалась на ребре двугранного угла,2. Устройство для определения угла естественного откоса сыпучих материалов, содержащее основание с рабочей поверхностью, на которой выполнена шкала в виде концентрических окружностей, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью снижения трудоемкости определения угла, оно снабжено двумя перегородками, образующими двугранный угол и установленными на рабочей поверхности так,что ребро угла перпендикулярно рабочей поверхности основания и проходит через центр шкалы, и пластиной, которая выполнена в виде равнобокой трапеции и закреплена боковыми сторонами на соответствующих перегород-. ках под острым углом к рабочей поверхности.503. Устройство по п,2, о т л и ч а.ю щ е е с я тем, что на поверхности одной из перегородок вдоль ребра двугранного угла и основания нанесены линейные шкалы,

Читать еще:  Плиточные уголки для откосов

Заявка

СПЕЦИАЛЬНОЕ КОНСТРУКТОРСКОЕ БЮРО ПО ПОДЗЕМНОМУ САМОХОДНОМУ ГОРНОМУ ОБОРУДОВАНИЮ

ДЕЙНЕКО ПАВЕЛ ФЕДОРОВИЧ, ЗИНЗИВЕР МИХАИЛ ГРИГОРЬЕВИЧ

МПК / Метки

Код ссылки

Способ определения угла естественного откоса сыпучих материалов

Номер патента: 1091062

. оставшейся части сыпучего материала к горизонтальной плоскости 2 3.25.К недостаткам известных способовотносится неточная геометрическаяформа свободной поверхности пробы,:влияние плотности упаковки частицпробы.Цель изобретения — повышение точности определения.Указанная цель достигается тем,что согласно соспобу определения угла естественного откоса сыпучих материалов, включающему заполнение сыпу- З 5чим материалом емкости, опрокидывание ее и определение угла наклонасвободной поверхности оставшейся час»ти сыпучего материала к горизонтальной плоскости, емкость с сыпучим ма Отериалом взвешивают до и после опрокидывания, а величину угла наклонасвободной поверхности сыпучего материала определяют по соотношению массоставшейся.

Прибор для измерения угла естественного откоса сыпучих материалов

Номер патента: 564510

. цель достигается тем, чтодно-диск выполнено подвижным вдоль осисосуда, а сам сосуд-съемным,На чертеже показан прибор. в осеразрезе.Прибор состоит из съемного сосуда 1,внутри которого расположен подвижной шток2 с дном-диском 3, на верхнюю часть сосуда установлена втулка 4, на которой установлен угломер, включающий в себя поворотный сектор 5 со шкалой и неподвижнозакрепленный на втулке 4 указатель 6,Сосуд 1 закреплен на горизонтально расположенной площадке 7 корпуса 8 так чтоего ось перпендикулярна указанной площадке,змеханизма Ь осуществляют подъем штока2 при атом на дне диске Э образуется коническое тедо 10 из испытуемого материада, угол образующей которого измеряют, пэворачивая сектор 5 до совмещения его ребра с.

Устройство для определения углов естественного откоса и обрушения сыпучих материалов

Номер патента: 1083069

. естественного откоса и обрушения сыпучих материалов, содержащееоснование, емкость, выполненную в 25виде цилиндра с прозрачным торцоми установленную на основании свозможностью вращения относительногоризонтальной оси, привод вращенияцилиндра и измерительный узел,снаб- З 0жено вогнутой перегородкой, консольно закрепленной на внутренней поверхности цилиндра так, что ее свободныйкрай совпадает с осью вращенияцилиндра.На фиг.1 изображена схема устройства; на фиг.2 » то же, вид А нафиг,1.Устройство содержит основание 1,емкость, выполненную в виде цилиндра 402 с прозрачным торцом 3, установленного с возможностью вращения относительно горизонтальной оси 4. На внут 3069ренней поверхности цилиндра 2 консольно закреплена вогнутая перегородка 5.

Устройство для измерения углов откоса и обрушения

Номер патента: 1362920

. содержит выполненное ввиде диска иэ изоляционного материалоснование 1, закрепленное на вертикальной стойке 2, а также свобЬднонадетый на основание 1 цилиндрическийконтейнер 3, также выполненный изизоляционного материала. Внутреннийдиаметр контейнера 3 равен наружномудиаметру дискового основания 1. Снаружи контейнера 3 коаксиально с нимзакреплена катушка 4 индуктивности,включенная в измерительную схему 5.Основание 1 снабжено фиксатором 6 положения контейнера 3, в который засыпается контролируемый материал 7.Верхняя часть контейнера 3 выполненас коническим фланцем 8.Устройство работает следующим образом,В закрепленный с помощью фиксатора 6 контейнер 3 засыпается испытуемый материал 7 и производится измерение.

Устройство для определения углов естественного откоса сыпучих материалов

Номер патента: 1226000

. изобретения — повышение удобства и точности измерения за счет снабжения цилиндра кольцом и выполнения буртика с фаской на всю толщину.На чертеже изображено устройство для определения углов естественного откоса сыпучих материалов, общий вид.Устройство ходержит корпус 1, основание с базовой плоскостью 2, выполненное в виде диска 3, ограниченного по периметру буртиком 4, имеющим фаску 5 с внутренней стороны на всю толщину буртика 4, полый цилиндр 6, установленный в корпусе 1, кольцо 7, закрепленное на цилиндре 6, соосно ему, с возможностью перемещения вдоль его оси и выхода за торец 8 цилиндра 6, отсчетный узел 9. Устройство работает следующим образом.При подъеме полого цилиндра 6, в котором находится сыпучий материал, последний.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector