Способ определения угла внутреннего трения сыпучего материала

Способ определения угла внутреннего трения сыпучего материала

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к испытаниям свойств сыпучего материала, в частности к определению угла внутреннего трения сыпучего материала. Цель изобретения - повышение точности определения угла внутреннего трения сыпучего материала. Сыпучий материал помещают в емкость, воздействуют на него вертикальной силой, определяют величину реакции нижнего слоя материала, устанавливают силу трения материала о стенку емкости, величину бокового давления и определяют угол внутреннего трения по формуле φ = 2 ARCTG [(1-√ K)/(1+√ K)], где K - коэффициент бокового давления. Для испытаний может быть использовано устройство для определения угла внутреннего трения сыпучего материала содержащее емкость, поршень для создания вертикальной силы, действующей на материал. Устройство имеет механизм для измерения реакции нижнего слоя сыпучего материала, содержащий поршень, установленный в нижней части емкости соосно с поршнем для создания вертикального давления на материал, консольно закрепленную под емкостью пружину, взаимодействующую со штоком поршня и микрометрическую головку, контактирующую со свободным концом пружины. 1 ил. 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19>SU(Ii) (51)5 G 01 N 19/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4436777/25-28 (22) 06 ° 06.88 (46) 23.03.90. Бюл. Р 11 (71) Московский технологический институт пищевой промышленности (72) M. В. Гордиенко, С. В. Краус, Н. А. Наконечный, A. Г. Варданян и О. Н. Хорошилова (53) 620.178.16(088.8) (56) Цытович Н. А. Механика грунтов.—

М., 1973, с. 55, рис. 26 ° (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ УГЛА ВНУТРЕННЕГО ТРЕНИЯ СЫПУЧЕГО МАТЕРИАЛА (57) Изобретение относится к испытаниям свойств сыпучего материала, в частности к определению угла внутреннего трения сыпучего материала. Цель изобретения — повышение точности определения угла внутреннего трения сьгпучего материала. Сыпучий материал помещают в емкость, воздействуют на него вертикальной силой, определяют

Изобретение относится к испытаниям сыпучих материалов, в частности к определению угла внутреннего трения сыпучих материалов-и может быть использовано при проектировании элеваторов, силосов, хранилищ, где могут храниться или использоваться сыпучйе материалы.

Целью изобретения является повьш)ение точности определения угла внут- . реннего трения путем учета силы трения, возникающей между исследуемым материалом и стенками прибора, что

2 .величину реакции нижнего слоя матери- ала, устанавливают силу трения материала о стенку емкости, величину бокового давления и определяют угол внутреннего трения по формуле Ч

2 arctg ((! — K)/(1 + )): )), где

К вЂ” коэффициент бокового давления.

Для испытаний может быть использовано устройство для определения угла внутреннего трения сыпучего материала, содержащее емкость, поршень для создания вертикальной силы, действующей на материал. Устройство имеет механизм для измерения реакции нижнего слоя сыпучего материала, содержащий поршень, установленный в нижней части емкости соосно с поршнем для создания вертикального давления на материал, консольно закрепленную под емкостью пружину, взаимодействующую со штоком поршня и микрометрическую головку, контактирующую со свободным концом пружины. 1 ил., 1 табл. при больших давлениях может существенно уменьшить вертикальное давление и, следовательно, исказить значение угла внутреннего трения °

На чертеже изображено устройство для осуществления предлагаемого способа.

Устройство содержит емкость 1 для сыпучего материала с поршнем 2 дпя создания вертикальной силы. Шток 3 поршня 2 связан через рычаг 4 с грузом 5. Кроме того, устройство снабже-.

1552076

И вЂ” сна вертикального давления не версий слой материала;

Q - реакция нижнего слоя матери5 ала;

Рв — вертикальное давление на средний слой материала;

S — площадь поперечного сечения а емкости.

Пример 1. Определяют угол внутреннего трения зерна пшеницы g о

775 г/л; (= 28 . Для этого помещают зерно в емкость I, воздействуют на него пораием 2, сообщая материалу вертикальное давление силой N> =

= 250 H. Ощведеляют величину реакции

175 H. Устанавливают силу трения

F сыпучего материала о стенку емкости

75 И. Эпуеделяют силу давления

20 сыпучего материала на боковую стенку

Ng = 759 И. Определяют вертикальное давленва в суедием уровне емкости

Р = 3 МЭЕ; И.

Угол ввутрениего трения сыпучего

25 материала определяют по формуле

35 коэффициент бокового давлеРвния, К

В 40 боковое давление; вертикальное давление на средний слой материала; где К

Ng

В

45 где Ng

= 33,6

50 по механизмом для определения реакции нижнего слоя сыпучего материал», который содержит поршень 6, установленный в нижней части емкости I соосно с поршнем 2 для создания вертикальной силы, действующей на материал, консольно закрепленную под емкость l пружину 7, взаимодействующую со штоком 8 поршня 6, и микрометрическую го.ловку 9, контактирующую со свободным концом пружины 7.

Предлагаемый способ с помощью уст, ройства реализуется следующим обра эом.

Сыпучий материал помещают в ем(; кость 1 и воздействуют на него вертикальной силой, создаваемой верхним поршнем 2, который воспринимает регу.лируемую нагрузку от груза 5 через рычаг 4 и шток 3 верхнего поршня 2., ГЫкроперемещение материала при этом оказывает реакцию на нижний слой, которая воспринимается нижним поршнем, 6, а через шток 8 и пружину 7 фиксируется микрометрической головкой 9, тарированной,ппя измерения величины ! реакции. Полученное значение используется при определении угла внутреннего трения.

Угол Ц внутреннего трения опреде:ляют иэ соотношения

I -4К

Ч) = 2 arctg )

1+ЯК сила бокового давления сыпучего материала, N

Г » площадь распределения этой

1 - rK (= 2 arctg =)

I + К где К вЂ” коэффициент бокового .давления, К = †. Однако, Р = 12500 Па, а

РВ. в

К = 0,353. Тогда = 28,4

Пример 2. Определяют угол внутреннего трения зерна пшеницы 2I

° о

755 г/л; (= 26 . Для этого помещают зерно в емкость 1, воздействуют на него поршнем 2, сообщая материалу вертикальное давление силой 1000 Н.

Реакция нижнего слоя 0 = 750 Н, Сила трения сыпучего материала о стенки емкости Р = 250 Н, Сила бокового давления N = 2508 Н. Боковое давление

Р = 41700 Па, а вертикальное давление P = 146000 Па. Коэффициент бокового давления К = 0,286. Тогда угол внутреннего трения силы; коэффициент внешнего трения сыпучего материала о стенку емкости (берут из справочни;)»

55 сила трения сыпучего матери- ала о стенку емкости;

F =N,-(;

Результаты экспериментов по определению угла внутреннег о трения зерна приведены в таблице.

Фо р мул а и з о б р е т е н и я

Способ определения угла внутренне го трения сыпучего материала) заклю1552076 чающийся в том, что помещают сыпучий материал в цилиндрическую емкость, воздействуют на его верхний слой вертикальной силой Ne и с ее учетом определяют угол с внутреннего трения, отличающийся тем, что, с целью повышения точности определяют величину силы С! реакции нижнего слоя материала, а угол у вну- 1О треннего трения онределяюь из соотношения где N< =

S)—

1 -47 (1 arctg

1 + К

F NB

P б

Q э

Ng — F

8о где К вЂ” коэффициент бокового давления сыпучего материала, К =

Б б

P — боковое давление;

:20

При- Иб, 11 Q H мер

Рб Па К

Н р,ц N Н Р,П

213 350050

430 71700

656 109300

875 146000

1313 219000

0,353 28,4

0,326 30,4

0,290 32,3

0,286 33,6

0,286 33,6

0,1

О,l

О,!

0,1 0,1

6 250 160

7 500 345

8 750 520

9 1000 700

10 1500 1045

0,399

0,334

0,328

0,321

0,320

26,0

30,0

33,4

33,6

33,6

21 6200

423

1290

90, 0,11

155 0,11

230 Q, 11

300 О, 11

455 0,11

I 250 175 75

2 500 360 1 40

3 750 560 190

4 1000 750 250

5 1500 1125 375

Пшеница

750 1 2500 ! 400 23350

1 900 31 7.00

2500 41700

3750 62500

Рожь

817 13600

141 О 23500

2090 34800

2730 45500

4140 6900

Р— вертикальное давление на

Ь средний слой материала;

Ng

P = — 1

F Я

Я вЂ” — сила бокового давления

Г сыпучего материала; площадь боковой поверхности емкости, по которой распределена сила бокового давлеНИЯ коэффициент внешнего трения сыпучего материала;

Яо — площадь поперечного сечения емкости, 1552076 б 2

Составитель И. Елисеев

Редактор И. Дербак Техред Л. Сердюкова Корректор М. Максими1яииец

Заказ 326

Подписное

Тираж 489

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, 11осква, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,101