5.2 Методика выполнения

Цель настоящей лабораторной работы - приобретение студента­ми практических навыком обоснования режима перемешивания матери­алов при приготовлении смесей. Учитывая ограниченное время на ла­бораторные работы, техника обоснования режима перемешивания в дан­ной работе отрабатывается на примере простейшего процесса смешения двух материалов твердых фаз - супеси и щебеночного материала фрак­ции 5...15. Для выполнения работы необходимо: лабораторный смеси­тель циклического действия, технические весы, сита с отверстиями 2 и 5 мм, два поддона сит и сопутствующий лабораторный инвентарь.

Работа выполняется бригадами студентов в составе 5-6 чел. Порядок выполнения работы следующий. По заданному преподавателем процентному составу приготовляемой смеси (от 40% Щ 60 % Щ 40 % Г по массе) определяют количество щебня и грунта исходя из условия использования вместимости барабана смесителя на 36...40 %. Взвешивают грунт после размельчения и просеивают через сито с отвер­стиями 2 мм, а щебень взвешивают из материала, представляющего собой остаток на 5 мм (т.е. из щебня предварительно отсеивают частицы менее 5 мм).

Приготовленные щебень и грунт загружают в барабан смесителя и перемешивают в течение времени t₁ (например, 20 с). Затем содер­жимое осторожно выгружают опрокидыванием барабана и делят образо­вавшийся конус на 8 секторов. Материал каждого сектора как отдель­ную пробу смеси последовательно взвешивают, рассеивают на сите 5 мм и по результатам рассева определяют процентное содержание щебня в пробе как отношение массы остатка на сите к массе пробы, умноженное на 100. Выделенные же после рассева фракции грунта и щебня ссыпают в подготовленные для сбора каждой на них емкости (в результате этого после рассева всех секторов будут получены первоначальные навески грунта и щебня). По полученным для 8 проб

значениям процента щебня вычисляют по формуле (5.3) дисперсию Д_ср для времени перемешивания t₁.

Затем собранные ранее фракции грунта и щебня вновь загружа­ют в барабан смесителя, перемешивают в течение (напри­мер, щебня в каждой из 8 проб, производят сбор фракций грунта и щебня и вычисляют дисперсию Д_ср для времени перемешивания t₂.

В таком же порядке осуществляют все последующие пробные за­месы. Время перемешивания для каждого из них будет

, (5.6)

где m - порядковый номер пробного замеса.

Пробные замесы останавливают, если два смежных замеса дают близкие значения дисперсий. Оценку близости дисперсий можно произ­вести по критерию Романовского. Для этого вычисляют величины

, (5.7)

где N₁, N₂ - объемы выборок для вычисления дисперсий Д_ср1 и Д_ср2 (в данном случае N₁= N₂ = 8). Если < 3, то расхождение между сравниваемыми дисперсиями можно считать случайным и после­дующие пробные замесы не требуются.

Для установления дисперсии Д_у, характеризующей точность оп­ределения процента щебня, осуществляют замес со временем перемеши­вания , где t_n- время последнего пробного замеса. Дисперсию Д_у определяют в порядке, аналогичном описанному выше порядку определения Д_ср.

По полученным значениям Д_ср и Д_у вычисляют значения крите­рия Фишера для каждого времени перемешивания исходных материалов и строят график в координатах время перемешивания t -критерий Фишера F (рис. 5.2). На график наносят горизонталь­ную линию, соответствующую табличному значению критерия F для до­верительной вероятности Р_д = 0,95 и степеней свободы r = 8 – 1 = 7 (табл. 5.1). Абсцисса точки пересечения линий и F = F_табл и определит с Р_д = 0,95 требуемое время перемешивания материалов в данных условиях.

Время перемешивания t

Рис. 5.2. Определение требуемого времени переме­шивания материалов

Таблица 5.1

Значения критерия Фишера при доверительной вероятности Р_д =0, 95

Число степеней свободы Ду	Число степеней свободы для Дср
	2	3	4	5	6	7	8	10	12	16
2 3 4 5 6 7 8 9 10	19.0 9.55 6.94 5.76 5.14 4.74 4.46 4.26 4.10	19.6 9.28 6.59 5.41 4.76 4.35 4.07 3.86 3.71	19.24 9.12 6.39 5.19 4.53 4.12 3.84 3.63 3.48	19.3 9.01 6.26 5.05 4.39 3.97 3.69 3.48 3.33	19.33 8.94 6.16 4.95 4.28 3.87 3.58 3.37 3.22	19.35 8.90 6.10 4.90 4.21 3.79 3.50 3.30 3.13	19.37 8.84 6.04 4.82 4.15 3.73 3.44 3.23 3.07	19.39 8.78 5.97 4.73 4.07 3.64 3.35 3.14 2.98	19.41 8.74 5.91 4.68 4.00 3.57 3.28 3.07 2.91	19.43 8.69 5.84 4.60 3.92 3.49 3.20 2.98 2.82