Угол естественного откоса при хранении

Исследование физико-механических свойств продуктов размола зерна

• Переработка

• качество
• кукуруза
• мукомольное производство
• переработка
• пшеница
• ячмень

На сегодняшний день возможности использования рассевов практически исчерпаны, и возникла необходимость в разработке новых способов разделения продуктов размола с использованием пневмоцентробежных структур, что является актуальной задачей, связанной как с вопросом энергосбережения, так и с эффективной работой центробежных сепараторов [1].

Объект и методы исследований

В качестве объекта исследований рассматривается процесс разделения продуктов измельчения зерна в пневмовинтовом потоке и технические средства для его осуществления. Для раскрытия физической сущности процесса требуется изучить физико-механические свойства частиц, полученных при размоле зерна, определяющие характер их взаимодействия с воздушным потоком и винтовой поверхностью.

В ходе исследования были использованы стандартные методы определения аэродинамических и физико-механических свойств сыпучих материалов.

Целью исследования является определение физико-механических свойств, влияющих на процесс центробежной классификации в пневмовинтовом канале. Для достижения указанной цели необходимо определить:

• аэродинамические свойства продуктов размола зерна;
• угол естественного откоса продуктов размола зерна по скоростям витания;
• оптимальные параметры разделения в пневмовинтовом потоке.

В связи с поставленными задачами на базе кафедры механизации животноводства и переработки сельскохозяйственной продукции Инженерного института ФГОУ ВПО НГАУ проводились экспериментальные исследования по определению физико-механических свойств продуктов размола зерна после I дранной системы.

При разных условиях сортирования частиц интересующих нас смесей достаточно наглядным показателем аэродинамических свойств, или критерием разделяемости смеси на компоненты, служит скорость витания υ_в, если она классифицирована по характерным признакам (качество, крупность) частиц компонентов [1].

Результаты исследования

Скорость витания продуктов размола зерна определяли с помощью действующего пневмоклассификатора типа РПК-30 (рис. 1), пульта контрольно-измерительных приборов (амперметр, вольтметр), трансформатора, весов лабораторных ВМ 512 (весы, соответствующие высокому II классу точности по ГОСТ 24104-2001), манометра дифференциального цифрового ДМЦ-01 М, шлангов силиконовых, линейки миллиметровой, сита, трубок Пито в соответствии с ГОСТ 8.361-79.

Для определения скорости витания частиц проводится тарировка пневмоклассификатора. Скорость потока в пневмопроводе 3 замеряется манометром 9 дифференциальным цифровым ДМЦ-01 М и трубкой Пито 10 по двум взаимно перпендикулярным плоскостям. Число точек замера принято равным 10 при диаметре пневмопровода 55 мм.

Рис. 1. Лабораторная установка

Замер осуществляется следующим образом: трубку Пито подсоединяют к мано­метру и наконечник трубки помещают в точки замера от первой до десятой. Показания микроманометра регистрируют, по полученным данным строят тарировочный график зависимости скорости воздушного потока в пневмопроводе от напряжения на обмотке электродвигателя привода вентилятора.

В стол 7 встроен рычажный механизм 6, который поднимает и опускает стойку, прижимающую стакан 4 с навеской, выполненный с сетчатым дном, масса навески варьирует в пределах от 0 до 30 г.

Исходную навеску исследуемого материала массой 10 г засыпают в стакан 4, который встраивается в пневмопровод 3, крепящийся к стойке, находящейся в положении «НИЗ». Рычажным механизмом 6 стойку поднимают в положение «ВЕРХ», тем самым прижимая стакан 4 к верхней части пневмопровода, соединенного с циклоном 2.

Частота вращения рабочего органа вентилятора регулируется трансформатором за счет изменения напряжения электрической цепи двигателя.

Технологический процесс работы пневмоклассификатора происходит следующим образом: вентилятор создает в циклоне разрежение, которое передается по пнемвопроводу 3, создавая в нем восходящий поток воздуха, частицы материала, находящиеся в стакане 4, начинают подниматься (витать), легкие частицы выносятся в циклон 2 и осаждаются в стакан 5. Выделенную фракцию из стакана 5 убирают и увеличивают напряжение электрической цепи двигателя вентилятора, тем самым увеличивая восходящий поток воздуха, который выносит частицы, скорость витания которых меньше скорости потока. После того как из стакана 5 удаляют следующую фракцию, опыт повторяют до тех пор, пока в стакане 4 остается исследуемый материал. В ходе пневмоклассификации продуктов размола зерна после трех повторностей получены зависимости полноты извлечения по скоростям витания, данные приведены в табл. 1.

Таблица 1. Результаты пневмокласификации продуктов размола зерна после I дранной системы

По данным таблицы построен график зависимости полноты извлечения продуктов размола зерна после I дранной системы по скорости витания (рис. 2). Проанализировав график, можно сказать о том, что продукты размола по скорости витания условно можно разделить на три класса: I — до 2,5 м/с; II — от 2,5 до 3 м/с; III — свыше 3,5 м/с.

Рис. 2. Полнота извлечения продуктов размола зерна в зависимости от скорости витания

Кроме того, следует отметить, что при пневмоклассификации продукты размола разделяются не только по размеру, но и по добротности (удельной плотности), в отличие от сит, которые разделяют лишь по размерным характеристикам. Таким образом, применение пневмоклассификации в мукомольном производстве является актуальной задачей, связанной с возможностью объединения двух операций: сортирование продукта по величине и его обогащение без применения ситовеек.

Определение угла естественного откоса проводилось согласно имеющимся методикам [2, 3].

Рис. 3. Схема устройства для измерения угла естественного откоса сыпучих материалов: 1 — штатив; 2 — воронка; 3 — разборная доска; 4 — конус; 5 — угломер

Углом естественного откоса называют угол α, образуемый линией естественного откоса (отвала) сыпучего материала с горизонтальной плоскостью. Величина угла естественного откоса зависит от сил трения, возникающих при перемещении частиц сыпучего материала относительно друг друга, и сил сцепления между ними. Угол α может быть измерен с помощью простейшего устройства, изображенного на рис. 3, 4.

В кронштейне штатива 1 устанавливается воронка 2 так, чтобы нижний срез воронки располагался над разборной доской 3 на расстоянии 150 мм.

Взвешивают навеску исследуемого материала не менее 100 г и засыпают в воронку 2 при закрытой заслонке.

Материал выпускают из воронки 2 на разборную доску 3, плавно открывая заслонку, в результате чего там образуется конус 4 из материала.

Затем с помощью угломера 5 измеряют угол наклона α образующей этого конуса к горизонту — угол естественного откоса исследованного материала (рис. 3).

Величина угла α зависит от состояния поверхности опорной площадки. Чем меньше шероховатость этой поверхности, тем меньше угол естественного откоса. Снижается значение угла α и в том случае, когда горизонтальная опорная поверхность вибрирует.

Согласно данной методике проводились исследования по определению угла естественного откоса для продуктов размола зерна, предварительно разделенных по скоростям витания. Данные по эксперименту представлены в табл. 2.

Таблица 2. Угол естественного откоса продуктов размола зерна по скоростям витания частиц, град.

По данным табл. 2 можно сделать вывод, что при скоростях витания до 2 м/с выделяется основная часть мелкой крупки. С ростом скорости витания угол естественного откоса увеличивается, что обусловлено большим количеством оболочек в выделяемой фракции, что способствует увеличению внутреннего трения. Однако при скорости витания свыше 4 м/с угол естественного откоса уменьшается, что свидетельствует о снижении количества оболочек в выделенной фракции и наличии в ней крупной крупки.

Все это подтверждает возможность разделения продуктов размола зерна как минимум на три фракции аэродинамическим способом.

Выводы

1. В ходе определения аэродинамических свойств продуктов размола зерна отмечена возможность разделения исходной смеси на классы по скоростям витания: I — до 2,5 м/с; II — от 2,5 до 3 м/с; III — свыше 3,5 м/с.
2. Определение угла естественного откоса продуктов размола зерна после I дранной системы, разделенных по скоростям витания, также показало возможность пневмосепарации на три класса: I — до 2 м/с; II — от 2 до 4 м/с; III — свыше 4 м/с.
3. При создании определенной структуры воздушного потока в пневмовинтовом канале возможен процесс разделения продуктов размола зерна на фракции по крупности и удельной плотности.

Литература

1. Мезенов А.А. Разделение продуктов размола зерна в пневмоцентробежных потоках: дис… канд. техн. наук. — Новосибирск, 2007. — С. 32.
2. Шубин И.Н. Технологические машины и оборудование. Сыпучие материалы и их свойства: учеб. пособие. / И.Н. Шубин, М.М. Свиридов, В.П. Таров. — Тамбов: изд-во Тамб. гос. техн. ун-та, 2005. — С. 76.
3. Standard shear testing technique for particulate solids using the Jenike shear cell. The institut of chemicalengineer European federation of chemical engineenering — Published by the Institution of Chemical Engineers, George E. Davis Building, 165-171 Railway Terrace, Rugby, Warwickshire, CV21 3HQ, England, 1989. — P. 46.

Пшенов Е.А., аспирант

Новосибирский государственный аграрный университет

Определение углов наклона рабочей поверхности звукового сканера при прохождении зерен различных культур

Рубрика: Спецвыпуск

Дата публикации: 03.04.2015 2015-04-03

Статья просмотрена: 1456 раз

Библиографическое описание:

Липова, С. В. Определение углов наклона рабочей поверхности звукового сканера при прохождении зерен различных культур / С. В. Липова. — Текст : непосредственный // Молодой ученый. — 2015. — № 6.5 (86.5). — С. 9-11. — URL: https://moluch.ru/archive/86/16706/ (дата обращения: 22.09.2021).

В зависимости от шероховатости рабочей поверхности и шероховатости зёрен различных культур изменяется угол наклона рабочей поверхности «звукового сканера», при котором начинает движение зерно, поступающее на послеуборочную обработку зерна, что влияет на амплитудную характеристику зерен.

Ключевые слова: шероховатость, звуковой сканер, угол естественного откоса, движение зерновки, наклонная поверхность.

Известно, что при движении по неподвижной наклонной поверхности твердого тела учитывается угол наклона поверхности, коэффициент трения между телом и поверхностью, угол трения движения и покоя.

Целью написания статьи стало определение оптимального угла наклона поверхности устройства звукового сканера (рис.1) при движении зерновок различных культур. Исходя из цели, были поставлены задачи: определение угла естественного откоса, определение угла наклона рабочей пластины, при котором начинается движение зерновки по шероховатой поверхности, определение значения амплитуды движения зерновки по поверхности.

Рис. 1. Фотография устройства «звуковой сканер»

Техническое устройство «звуковой сканер» предназначено для определения параметров зерна, поступающего на послеуборочную обработку. Звуковой сканер состоит из звукоизоляционного корпуса, который расположен на наклонной поверхности, угол наклона, которой регулируется ползуном. Через дозатор осуществляется подача исследуемого материала. Проходя по рабочей поверхности сканера (пластины), датчиками, расположенными в корпусе сканера улавливается звук, который передается на ПК, в котором происходит запись и обработка звуковых колебаний, создаваемых зерновками. Зерно попадает в приемник, из которого поступает на дальнейшую обработку. При помощи шарнира изменяется угол наклона корпуса звукового сканера, угол наклона определяется угломером. Угол наклона корпуса звукового сканера при прохождении зерновок различных культур разный.

Трение между двумя соприкасающимися телами происходит, прежде всего, вследствие шероховатости их поверхностей и наличия сцепления у прижатых друг к другу тел [1, с.197].

При движении зерновки по шероховатой поверхности звукового сканера необходимо учитывать угол наклона поверхности, при котором начинается движение зерна (т.е. угол трения скольжения больше угла трения покоя). Шероховатость поверхности — совокупность неровностей поверхности с относительно малыми шагами на базовой длине. Измеряется в микрометрах (мкм). Rz — Высота неровностей профиля по 10 точкам, сумма средних арифметических абсолютных отклонений точек пяти наибольших минимумов и пяти наибольших максимумов профиля в пределах базовой длины [2, Приложение 2].

Шероховатость используемых пластин определена Росстандартом «Государственный региональный центр стандартизации, метрологии и испытаний в Тюменской области, ХМАО автономного округа Югра, ЯНАО. Тюменский отдел метрологии» сертификат о калибровке №28588 и составляет по Rz:

1. Стальная пластина – 53,5 мкм;
2. Алюминиевая пластина – 5,70 мкм;
3. Медная пластина – 20,4 мкм;
4. Деревянная пластина – 20,7 мкм.

Угол трения – наименьший угол, при котором зерновая масса начинает скользить по какой-либо поверхности. При скольжении зерна по зерну этот угол называют углом естественного откоса, или иначе – углом ската. Угол естественного откоса – это угол между диаметром основания и образующей косинуса насыпи, получающегося при свободном падении зерновой массы на горизонтальную плоскость (табл.1) по данным А.Е. Юкиша и Э.С. Хуверса [3, с.29-30].

Угол естественного откоса зерновых масс

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Сыпучесть — материал

Сроки хранения многих веществ и продуктов значительно увеличиваются с уменьшением содержания в них воды. Сыпучесть материалов , их слеживаемость при хранении являются функцией их влажности. [16]

Угол падения определяется как угол естественного откоса после стабилизации методом пятикратного встряхивания металлической пластины, на которой образована естественная насыпь сыпучего материала. Чем больше сыпучесть материала , тем меньше угол насыпи, который называется углом падения. [17]

В зимний период разгрузка заполнителей может осложняться из-за их смерзания при минусовой температуре. Для восстановления сыпучести материалов используются бурофрезерные и вибрационные рыхлитель-ные машины. Основной частью машины является портал, стационарно расположенный над приемным бункером. По вертикальным направляющим портала с помощью лебедки двигается каретка с механизмами вращения четырех бурофрезерных барабанов и с двумя механизмами поперечного перемещения. Рыхление смерзшихся заполнителей производится сначала вертикальным бурением, а затем боковым фрезерованием при медленном продвижении вагона с помощью маневровой лебедки. [18]

Гранулы обычно имеют призматическую, цилиндрическую или чечевице-образную форму. Грануляция обеспечивает хорошую сыпучесть материала , удобный для переработки объемный вес ( около 0 5 кг. Грануляция полиэтилена и других термопластов производится на шнек-машинах. Применяются три способа грануляции. [19]

Гранулы обычно имеют призматическую, цилиндрическую или чечевицеобразную форму. Гранулирование обеспечивает хорошую сыпучесть материала , удобную для переработки объемную плотность ( около 0 5 кг / л) и равномерный прогрев материала при инжекции и экструзии. Гранулирование полиэтилена и других термопластов производится на шнек-машинах. Применяются три способа гранулирования. [20]

Сыпучестью называют такое состояние материала, при котором между его частицами отсутствует сплошная материальная связь. В процессах дозирования сыпучесть материала рассматривают как комплексный показатель целого ряда физико-механических свойств. Степень сыпучести характеризуется количеством материала, проходящего через единицу площади выпускного отверстия в единицу времени. При этом необходимо учитывать, что кроме физико-механических свойств материала на степень сыпучести оказывают существенное влияние и другие факторы — размер выпускного отверстия, параметры воронки ( усеченная пирамида, конус, угол раствора), а также высота слоя засыпки. [21]

При определении целесообразности применения пневмотранспорта необходимо выяснить физические свойства перемещаемых материалов и прежде всего их сыпучесть, в значительной степени — зависящую от влажности. Избыточная против желаемой влажность ухудшает сыпучесть материала , способствует зависанию его в бункерах и забиванию материалом трубопроводов вплоть до прекращения транспортирования. [22]

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. [23]

Полиэтилен, применяемый для нанесения покрытий, подверженных воздействию света, должен содержать поэтому небольшие количества сажи ( 0 2 % — 1 0 %), защищающие полиэтиленовые покрытия от такого воздействия. Зернистость, форма и степень гладкости зерен определяют сыпучесть материала . При наличии мелких зерен материал комкуется, а при прохождении через пламя мелкие зерна сгорают и приводят к вспышкам воздушно-порошковой смеси. [24]

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. [25]

Хорошей сыпучестью обладают монодисперсные порошкообразные и гранулированные материалы с частицами сферической формы, так как они имеют малый коэффициент внутреннего трения и большую насыпную плотность. Полидисперсные порошки склонны к сепарированию, вследствие чего плотность и сыпучесть материала будет неоднородна по объему, а при хранении таких порошков наблюдается их частичное слеживание. [26]

Слеживаемостью называется свойство сыпучих материалов терять подвижность частиц при длительном их хранении. Обычно слеживаемость связана с гигроскопичностью; по мере впитывания влаги из окружающего воздуха сыпучесть материала уменьшается и может полностью прекратиться. [27]

Существует множество типов дозаторов сухих реагентов, которые по принципу действия могут быть объемными или весовыми. В объемных дозаторах количество вводимых реагентов зависит от изменений объемного веса или характеристик сыпучести материала ; кроме того, такие дозаторы могут работать, совсем не подавая материала. Поэтому они требуют от оператора большего внимания, чем весовые дозаторы, которые хорошо поддаются автоматическому управлению. Очевидно также, что изменение свойств материала не влияет на работу весовых дозаторов. [28]

Угол естественного откоса порошка определяется угломером. Каждому диапазону при определении угла откоса соответствует свое опорное кольцо, причем чем выше сыпучесть материала , тем большего диаметра берется кольцо. [29]

Толщина слоя материала устанавливается в зависимости от количества и скорости прохождения материала через барабан. С учетом этого определяется сечение слоя перемещающегося материала, а затем в зависимости от сыпучести материала — площадь внутренней поверхности барабана, омываемая материалом. [30]

МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ИЗМЕЛЬЧЕННОЙ ДРЕВЕСИНЫ И МЕЛКИХ ДРЕВЕСНЫХ ОТХОДОВ

Свойство частиц измельченной древесины самопроизвольно ссыпаться под действием силы тяжести называется сыпучестью. Сыпучесть характеризует способность материала проходить че­рез сужения, высыпаться из бункеров, нижняя часть которых имеет коническую форму, проходить через узкие сечения шахт топочных устройств и т. п. Наилучшей сыпучестью отличается щепа из отходов деревообработки. Несколько хуже сыпучесть у опилок, которые имеют свойство уплотняться в процессе хра-

18. Коэффициенты трения скольжения щепы

Прн влажности щепы.

Стальная не корродированная

Стальная не корродированная

Нения. Малой сыпучестью обладает щепа из отходов лесозаго­товок.

Коэффициентом внутреннего трения называют отношение силы, необходимой для сдвига сыпучего материала в определенной плоскости, к величине силы, сдавливающей ча­стицы материала перпендикулярно этой плоскости.

Коэффициент внутреннего трения сыпучего материала в пер­вом приближении равен тангенсу угла естественного откоса этого материала. Угол естественного откоса измельченной дре­весины при расчетах устройств для хранения, складирования и сжигания принимают равным 45°.

Коэффициенты трения скольжения щепы о различные по­верхности, необходимые для расчета бункерных устройств, при­ведены в табл. 18.

• Котлы пиролизные твердотопливные
• Рекомендации по выбору бизнеса
• Строительное оборудование МСД
• Тепловые насосы

Энергия древесины

Плотность разных пород дерева

Сколько весит куб (кубометр) древесины? Вес кубометра древесины зависит от породы дерева и влажности. · Самым тяжелым деревом является снейквуд (пиpатинеpа гвианская, бросинум гвианский, «змеиное дерево», «крапчатое дерево»), его объемный …

Уголь антрацит и термоантрацит

Предлагаем уголь антрацит и термоантрацит фракций от 1 до 100ммм, зольность 13-22%, влажность 6-10%, сера 1,8-3,5, калорийность 6000. Объемы поставок — 10 000 тонн в месяц. Цена — 75-80у.е./тонна +38 …

Котлы пиролизные твердотопливные

Пиролизный котел от 25-60кВт Твердотопливный котел — это котел, работающий на твердом топливе типа дерево, отходы древесины, пеллеты, отходы органик, уголь и подобное. Пиролизный котел — это котел, в основе …

Продажа шагающий экскаватор 20/90

Цена договорная
Используются в горнодобывающей промышленности при добыче полезных ископаемых (уголь, сланцы, руды черных и
цветных металлов, золото, сырье для химической промышленности, огнеупоров и др.) открытым способом. Их назначение – вскрышные работы с укладкой породы в выработанное пространство или на борт карьера. Экскаваторы способны
перемещать горную массу на большие расстояния. При разработке пород повышенной прочности требуется частичное или
сплошное рыхление взрыванием.
Вместимость ковша, м3 20
Длина стрелы, м 90
Угол наклона стрелы, град 32
Концевая нагрузка (max.) тс 63
Продолжительность рабочего цикла (грунт первой категории), с 60
Высота выгрузки, м 38,5
Глубина копания, м 42,5
Радиус выгрузки, м 83
Просвет под задней частью платформы, м 1,61
Диаметр опорной базы, м 14,5
Удельное давление на грунт при работе и передвижении, МПа 0,105/0,24
Размеры башмака (длина и ширина), м 13 х 2,5
Рабочая масса, т 1690
Мощность механизма подъема, кВт 2х1120
Мощность механизма поворота, кВт 4х250
Мощность механизма тяги, кВт 2х1120
Мощность механизма хода, кВт 2х400
Мощность сетевого двигателя, кВ 2х1600
Напряжение питающей сети, кВ 6
Более детальную информацию можете получить по телефону (063)0416788