Угол естественного откоса сыпучего материала: Характеристики и физико-механические свойства сыпучих материалов

Определение угла естественного откоса сыпучего груза

Министерство
транспорта Российской Федерации

ФЕДЕРАЛЬНОЕ
АГЕНСТВО ВОЗДУШНОГО ТРАНСПОРТА

ФГОУ
ВПО “Санкт-Петербургский государственный

университет
гражданской авиации”

Отчет
по лабораторной работе № 4

по
теме:

“Определение
угла естественного откоса сыпучего груза”

по
дисциплине: “Грузоведение”

Выполнила:
студентка, группа №493

Васильева
Наталья Олеговна

Проверила:
ст.преподаватель

Голубева Ксения
Ивановна

Санкт-Петербург

2011

Оглавление:

1.  Цель
работы……………………………………………………………3

2.  Описание
работы………………………………………………………3

3.  Результаты
измерений и расчётов……………………………………4

4.  Вывод
по работе………………………………………………………. 6

5.  Библиографический
список…………………………………….…….7

6.  Подпись
студента……………………………………………..……….7

1.  Цель
работы

Ознакомиться
с методикой определения угла естественного откоса сыпучего груза и изучить
характер изменения угла естественного откоса в зависимости от высоты загрузки
из бункера на грузовую платформу.

2. 
Описание
работы

Угол естественного откоса – это наибольший угол,
между образующей свободной боковой поверхности сыпучего груза и горизонтальной
плоскостью.

Величина угла естественного откоса зависит от
подвижности частиц сыпучего груза. С увеличением подвижности частиц груза
величина угла уменьшается. В свою очередь подвижность частиц насыпного груза
определяется силами трения и сцепления между отдельными частицами. Таким
образом, по величине угла естественного откоса груза можно судить о его
подвижности.

Различают углы естественного откоса в покое αn
и в движении αд.
Угол αn
получается при свободной засыпке груза, αд
— при падении груза с некоторой высоты, а также под действием вибраций,
например, при перемещении груза транспортирующими машинами. Угол естественного
откоса груза в движении меньше аналогичного угла в покое, так как потенциальная
энергия падающего груза переходит в кинетическую энергию в процессе движения
частиц.

Обычно угол естественного откоса сыпучего груза в
движении αд
определяется при высоте падения около 1 м. На основании экспериментальных
исследований принимается

αд
≈ 0,7 αn.

По
подвижности частиц сыпучие грузы разделяют на три группы (табл.1):

Таблица
1

 

 

От подвижности частиц сыпучего груза зависит площадь
поперечного сечения груза на ленте или настиле конвейеров, а как следствие, —
производительность конвейеров.

От величины угла естественного откоса зависит
максимальный угол наклона конвейеров, а также ряд параметров перегрузочных
устройств (бункеров, лотков и т.п.).

При выполнении работы экспериментальным методом,
следует действовать следующим образом.

Определение угла естественного откоса сыпучего груза
производится на лабораторной установке (рис. 1), состоящей из подставки со
стойкой 1, на которой на подвижном кронштейне 2 укреплён цилиндр 3
с сыпучим грузом. Разгрузочная воронкообразная часть цилиндра закрывается
поворотной заслонкой 4. После заполнения цилиндра 3 сыпучим
грузом и установки его в требуемое положение по высоте h
заслонка поворачивается, и груз высыпается на площадку 5, образуя конус.
Измерение угла естественного откоса производится угломером 6 в
шести-восьми сечениях конуса путём поворота площадки 5.

Рис. 1. Установка для определения
угла естественного откоса.

 

 

Опыты
производятся для четырёх-пяти значений h,
начиная с h=10
см, причём каждый опыт повторяется два-три раза. Для получения устойчивых
результатов рекомендуется объём порции груза, засыпаемого в цилиндр 3,
во всех опытах принять одинаковым.

При
нулевой высоте разгрузки цилиндр с открытой заслонкой необходимо поднимать с
малой скоростью, не допуская большого движения груза.

Для
серии измерений по каждой высоте разгрузки выполняется статистическая обработка
с определением математического ожидания величины угла естественного откоса,
среднеквадратического отклонения и доверительного интервала для среднего
значения.

По
полученным данным строится график зависимости R
=
f(h).
Кривая проводится с учётом доверительных интервалов для средних значений угла.

Полученные
в лабораторной работе величины углов естественного откоса грузов в покое
следует сравнить с их табличными значениями и сделать выводы о закономерности
изменения угла естественного откоса с увеличением высоты разгрузки. По
величине  угла естественного откоса в покое следует определить, к какой группе
подвижности относится груз.

3. 
Результаты
измерений и расчётов

Результаты измерений и расчётов
оформляются в табл. 2.

Таблица
2

Результаты
измерений и расчётов

Угол — естественный откос — Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 3

Cтраница 3

Угол естественного откоса — наибольшее значение угла, который с горизонтальной плоскостью образует поверхность грунта, отсыпанного без толчков и сотрясений. Угол естественного откоса ( угол внутреннего трения грунта) характеризует сопротивление грунта сдвигу.
 [31]

Угол естественного откоса и объемную насыпную плотность легко измерить непосредственно при определении рассыпчатости.
 [32]

Угол естественного откоса для зерновых грузов составляет 23 — — 28, однако при качке пересыпание зерна происходит уже при 14 ( что найдено опытным путем проф. Нек-рые сорта ( просо, льняное семя, овес) обладают еще большей подвижностью. Способность впитывать влагу, следствием чего является разбухание, самонагревание и порча груза.
 [33]

Угол естественного откоса определяется таким его значением, при котором грунт находится в предельном равновесии. В зависимости от этого угла назначают крутизну откоса, при которой обеспечивается их устойчивость. Обеспечение устойчивости откосов — важней шее требование, предъявляемое к земляным сооружениям.
 [34]

Прибор для определения угла естественного откоса.
 [35]

Угол естественного откоса изменяется в широких пределах — от 25 — 35 для хорошо сыпучих материалов до 60 — 70 для связных материалов.
 [36]

Коэффициент внешнего трения кокса в зависимости от его влажности.
 [37]

Угол естественного откоса увеличивается с повышением летучих веществ ( свыше 10 %) в коксе мелких фракций. Минимальное значение ее наблюдается при температурах нагрева фракций кокса до 150 — 200 С.
 [38]

Схема идентификации полимеров по их растворимости.
 [39]

Угол естественного откоса характеризуется острым углом между образующей ловерхности свободно насыпанного материала и горизонтальной плоскостью.
 [40]

Угол естественного откоса у-пород под водой 30 — 32, коэффициент фильтрации; до 29 4 — 35 0 м / сут, допустимые нагрузки 2 5 — 4 — 105 Па. В данном комплексе наиболее обводнены галечники.
 [41]

Угол естественного откоса порошков также не зависит от размера частиц в очень грубых порошках и возрастает при переходе к порошкам с мелкими частицами.
 [42]

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.
 [43]

Угол естественного откоса динасовой массы больше, чем сухих крупных зерен; он уменьшается при повышении ее влажности до — 7 %; более влажная масса перестает быть полусухой и ф увеличивается.
 [44]

Угол естественного откоса сыпучего груза в п о к о е ао есть угол между горизонтальной плоскостью и образующей конуса свободно насыпанного груза при насыпке его без падения с большой высоты.
 [45]

Страницы:  

   1

   2

   3

   4

Угол естественного откоса

Угол естественного откоса или критический угол естественного откоса гранулированного материала представляет собой самый крутой угол наклона относительно горизонтальной плоскости, на который материал может быть сложен без оползания. Под этим углом материал на поверхности откоса находится на грани скольжения. Угол естественного откоса — угол, при котором материалы будут выскальзывать из корпуса с наконечником — для некоторых типичных продуктов:

900

9009

9009

999923

9999999999999999.

3023

023 30 — 40018

023 30 — 40018

9009

Материал Угол откоса

(degrees)

Alfalfa, ground +45
Alum, lumpy 30 — 45
Alum, pulverized 30 — 45
Alumina 30
Asbestos, shredded 30
Ashes, dry 33
Ashes, moist 36
Ashes, wet 30
Asphalt 45
Bagasse 45
Baking powder 30 — 45
Bark, wood refuse 45
Bauxite, crushed 30 — 45
Bentonite 45
Бикарбонат соды 42
Borx, Fine 30 — 45 Borx, Fine 30 — 45, Fine 30 — 45. 0018

Bran 30 — 45
Brewers grain 45
Brick 40
Calcium Carbide 30 — 45
Chalk, fine 45
MOLK, LUMPY 45
Хромическая кислота, хлопья 25
Хромиум ORE 30 — 45
Cinders, Dry
Cinders, Dry
.0023

33
Cinders, moist 34
Cinders, wet 31
Cinders and Clay 30
Clay 45
Clover seed 28
Угля, хард 24
Угля, мягкий 30
Кокос, измельченный 45
Cofee, fresh beans 35 — 45
Coke 23
Concrete 30
Cork, ground 45
Corn, grits 30 — 45
Хлопковое семя, торт Lumpy 30 — 45
Cryolite 30 — 45
Culet 30 — 45
DOLITE, комок

30 — 45
DOLITE,

30 — 45
DOLITE. 0023

30 — 45
Earth, loose 28
Earth, compact 50
Feldspar, pulverized 45
Fish, meal 45
Flour , пшеница 45
Fluorsppar, комки 45
Мусор 30
Глютен, Приятности 30 — 459999

, еда 30 — 45999
Graphite, flake 30 — 45
Gravel 40
Gypsum, pulverized 45
Hops, moist 45
Ilemenite 30 — 45
Пигмент оксида железа 40
Каолин, зеленый вмешивание 35
Lignite, Dry 30 — 45
30 — 45
Lime, hydrated 30 — 45
Limestone, pulverized 45
Linseed, meal 30 — 45
Malt 30 — 45
Marble, broken 30 — 45
Слюда, дробленая 30 — 45
Молоко. порошкообразный 45
Овес 32
Овес плющеный 30 — 45
Ore, dry 30
Ore, damp or fresh mined 37
Oyster shells, ground 30 — 45
Peanuts, shelled and not Shelled 30 — 45
Хлорид калия 30 — 45
Грита риса 30 — 45
Рис, Грубая
Рис, Грубая
Рис, Грубая
. 0018

Rubber, ground scrap 45
Rubble 45
Salt, coarse 30 — 45
Salt, fine 30 — 45
Saltpeter 30 — 45
Песок, сухой 35
Песок, сырный 40
Песок, с измельченным камнем 27
22 Sharefal0023

30 — 45
Shingles 40
Slate, pulverized 30 — 45
Soap, chips 30 — 45
Soap. powder 30 — 45
Soda ash 30 — 45
Stone 30
Stone, broken 27
Stone, crushed 30
Sugar, granulated 30 — 45
Sugar, raw cane 45
Sulfur 30 — 45
Tobacco 45
Wheat 28
Оксид цинка 45
  • Угол естественного откоса — угол между горизонтальной плоскостью и стороной сваи
  • Насыпь — Объем и масса

Рассчитайте объем склада!

Загрузите и распечатайте таблицу зависимости высоты штабеля от диаметра и угла естественного откоса

Угол естественного откоса

«Угол естественного откоса» сыпучего материала часто указывается как конкретная величина, а иногда и как мера перспективы движения материалов. На практике наклон неограниченной поверхности сыпучего материала зависит в большей или меньшей степени от способа ее формирования, и его отношение к тому, как сыпучий материал течет, ограничено поведением без ограничений. Угол естественного откоса «сыпучей заливки» обычно образует коническую кучу из одной точки заполнения, при этом сыпучий материал скользит по расходящейся поверхности. Такое разделение частиц на движущемся слое уменьшающейся толщины позволяет осаждать более мелкие фракции, в то время как более крупные компоненты скатываются дальше вниз по склону. Это наиболее распространенная форма расслоения в сыпучих продуктах, имеющая широкий гранулометрический состав. Основное значение этого угла естественного откоса заключается в том, что он определяет «незаполненный объем» бункера, то есть пространство над поверхностью материала, которое не может быть заполнено самотёком.

«Дренированный угол естественного откоса» образуется, когда воронкообразный бункер выгружает материал из узкого канала над выпускным отверстием. Это создает коническую поверхность, где поток сходится на увеличивающейся глубине, позволяя более мелким фракциям просеиваться через движущийся слой. Эти мелкие частицы имеют тенденцию накапливаться с постепенным снижением уровня поверхности, что приводит к конечному выбросу мелких частиц, когда бункер окончательно опустошается. Угол естественного откоса в дренированном состоянии имеет тенденцию быть более крутым, чем угол естественного откоса в насыпном состоянии по трем причинам.

1. Интерференция частиц на сужающейся, углубляющейся поверхности ограничивает свободу движения протекающих сред, в то время как расширяющийся слой с уменьшающейся толщиной более расширен и обеспечивает гораздо большую свободу движения частиц.

2. Состояние покоя в залитом состоянии имеет динамический импульс и значительную инерцию, обычно из-за ситуации свободного падения, тогда как состояние покоя в осушенном состоянии должно инициировать движение из состояния покоя и ускорять материал, преодолевая сопротивление внутреннего трения станины.

3. Хранящийся материал вполне мог некоторое время находиться в состоянии покоя, и слои ниже исходной поверхности подвергались уплотняющему давлению со стороны вышележащего содержимого. Это, как правило, приводит к более плотной упаковке частиц и укреплению объема из-за «консолидации во времени».

Дальнейшее состояние «отдыха» развивается, когда материал извлекается с края штабеля или в воронкообразном бункере образуется «крысиная нора». Наклон поверхности может варьироваться от рыхлого дренированного состояния до выступающего, в зависимости от того, как это повлияло на прочность сыпучего материала. Термин «угол естественного откоса» практически не имеет смысла для когезивных материалов и мелкодисперсных порошков, которые склонны удерживать избыток воздуха и при аэрировании приобретают текучее состояние. Такие материалы имеют тенденцию оседать в виде непроницаемой массы, которая сопротивляется проникновению воздуха в расширяющееся пустое пространство, вызванное сдвиговым расширением, когда масса деформируется, чтобы течь.