Определение сыпучести зерна. (2 часа)

Цель работы: Освоить методику определения влажности, угла естественного откоса и угла трения зерновой массы.

Общие положения.

Это свойство зерновой массы широко используется в технологических схемах перемещения в хранилищах, при транспортировке и статических расчетах различного типа хранилищ. Сыпучесть характеризуют коэффициентами внутреннего и внешнего трения. Для получения этих характеристик определяют угол естественного откоса и угол трения зерновой массы. Угол естественного откоса, или угол ската, — это угол между диаметром основания и образующей конуса, который формируется при свободном падении зерновой массы на горизонтальную плоскость. Угол трения зерновой массы – это наименьший угол, при котором зерновая масса начинает скользить по какой-либо поверхности.

Ход определения угла естественного откоса и трения

Метод высыпания зерновой массы из воронки.

Угол естественного откоса зерновой массы определяют при помощи прибора, состоящего из воронки емкостью около 2—3 л с закрывающейся задвижкой выпускного отверстия.

Рис 1. Установка для определения угла ствен-

естественного откоса зерновой массы

1– воронка; 2–штатив; 3–транспортир.

В воронку, укрепленную на определенной высоте, засыпают образец зерна (2 кг). Затем приоткрывают задвижку, и зерно высыпаясь на горизонтальную поверхность, образует конус. При помощи транспортира с линейкой измеряют угол φ.

Приборы и материалы:

- установка для определения угла естественного откоса (рис 1);

- установка для определения угла трения - (горка Ревякина),

- транспортир,

- четырёхгранный сосуд,

- образцы зерна различных культур

Определение угла естественного откоса сыпучего продукта.

Угол естественного откоса сыпучих продуктов (зерна, муки, отрубей, жмыха, шрота, комбикорма) по ОСТ 8 - 15 - 75 определяют при помощи специального устройства, выполненного из органического стекла (рис. 2). Устройство состоит из двух смежных вертикальных стенок размером 395x195 мм, смонтированных на горизонтальной плоскости размером 395x395 мм.

Рис 2. Устройство для определения угла естественного откоса сыпучего продукта (зерна, муки, комбикормов и др.)

В месте соединения вертикальных стенок с центром в точке пересечения их внутренних плоскостей по всей высоте сделано отверстие диаметром 25 мм. В него вставляют металлическую воронку с удлиненной трубкой в которой по всей высоте выполнен вырез, соответствующий вырезу в стенках.

Определение проводят следующим образом. Трубку с воронкой вставляют в отверстие так, чтобы вырез был обращен вовнутрь ящика. Пробу, осторожно, без сотрясения устройства засыпают в воронку, не допуская накопления продукта в ней. Продукт свободно осыпается по трубке и через вырез выходит на плоскость, образуя конус. Засыпку продукта заканчивают, когда вершина конуса сравняется с верхней плоскостью устройства в точке пересечения внутренних кромок боковых стенок.

Угол естественного откоса в градусах определяют по делениям, нанесенным на боковой стенке. Опыт проводят не менее чем в трех повторностях, не допуская расхождений между значениями углов более 2 град.

.

Рис. 3. Четырехгранный сосуд для определения угла естественного откоса:

. 1 — стекло; 2 — зерно

Рис. 4. Определение угла естественного откоса зерновой массы в ящике с выдвижной стенкой.

Метод свободного расположения в четырёхгранном сосуде.

Четырёхгранный сосуд с прозрачными стенками находящийся в вертикальном положении, заполняют на 1/3 объёма испытуемой зерновой массой, поверхность зерна в сосуде выравнивают, его медленно поворачивают на 90°. Зерновая масса при повороте осыпается и образует поверхность под углом естественного откоса φ (рис. 3), который измеряют транспортиром. Правильное пределение угла φ предусматривает спокойный без толчков поворот сосуда, по возможности с одинаковой скоростью.

Задание 1. Определить угол естественного откоса зерновой массы методом свободного расположения зерна в четырехгранном сосуде в 3-кратной повторности. Варианты задания определяет преподаватель.

Таблица 1 Угол естественного откоса зерновых масс.

Метод определения угла трения.

Угол трения зерновой массы определяют с помощью горки Ревякина рис 5. Конструктивно этот прибор представляет собой раму-подставку с винтовым устройством, благодаря которому площадка может перемещаться с наклоном от 0 до 90°. На площадку укладывают различные материалы (железный лист, транспортерную ленту и т. п.), на них помещают навески зерновой массы. С помощью винта 2 изменяют угол наклона площадки и фиксируют на циферблате 4 угол, при котором начинается скольжение зерновой массы – (коэфф. трения покоя) и угол, при котором зерновая масса скатывается полностью – (коэфф. трения движения). Определение повторяют трижды, вычисляют среднее арифметическое. Установив величины угла естественного откоса и угла трения определяют коэффициенты трения (покоя) зерна по зерну (внутреннее трение) и зерновой массы по различным поверхностям при скатывании - коэффициент движения.

Рис.5 Схема установки для определения величины коэффициентов внешнего трения.

Первый показатель обычно используют в статических расчетах при проектировании хранилищ, а второй — при расчетах свободного скатывания зерновой массы (зерноочистительные машины, перепуски в элеваторах и т. д.).

Задание 2. Определить коэффициент внутреннего трения и коэффициенты трения зерновой массы в покое о поверхности из различных материалов.

Результаты измерений и расчетов записывают в таблицу 2.

Таблица 2. Форма записи результатов