Контрольные вопросы
1. Дайте определения основных физико-механических свойств насыпных грузов.
2. По каким признакам классифицируются насыпные грузы?
3. Какой естественный процесс вызывает устойчивый контакт насыпного груза со стенками емкости, в которой он находится?
4. Как разделяются насыпные грузы по объемной массе или плотности, от каких физических характеристик зависит плотность насыпных грузов?
Лабораторная работа № 2
Исследование гранулометрического состава насыпного груза
Цель работы: знакомство с методикой определения гранулометрического состава или кусковатости (размера частиц) насыпного груза.
Краткие теоретические сведения
Гранулометрический состав или кусковатость (размер частиц) насыпного груза относится к основным физико-механическим свойствам. Гранулометрическим составом насыпного груза называется количественное распределение составляющих груз частиц по их крупности. Крупность частиц определяется их размерами в миллиметрах.
Многие параметры транспортирующих машин и аккумулирующих устройств для насыпных грузов (ширина лент и желобов конвейеров, размеры выпускных отверстий бункеров и др.) определяются по наибольшим размерам частиц.
Гранулометрический состав насыпного груза определяется просеиванием пробы последовательно через ряд сит, имеющих отверстия различной величины. Такой способ называется ситовым анализом и выполняется в соответствии с рисунком 2.1.
Порядок выполнения работы
Определение кусковатости следует начинать с размера отверстий в ситах и занесения этих размеров в таблицу.
Затем испытуемый груз помещают на верхнее сито, после чего весь набор сит встряхивают.
В процессе встряхивания, продолжительность которого устанавливается 10–20 секунд, происходит просеивание частиц груза через отверстия сит и разделение взятой пробы на отдельные фракции. Класс фракции определяется размером отверстий в соседних ситах. Так, если отверстие сита 1 в соответствии с рисунком 2.1 имеет размер 100 мм (сторона квадрата или диаметр круга), а отверстие сита 2–75 мм, то фракция груза, оставшаяся на сите 2, имеет класс 100–75 мм. Груз, оказавшийся на ситах, взвешивают и определяют выход сверху и снизу по отношению к различным ситам в килограммах и процентах.
Груз, оказавшийся на поддоне, при необходимости пропускают через следующий набор сит, которые имеют меньшие отверстия.
Процентное содержание груза, лежащего на ситах 1 и 2, в общей массе всей пробы носит наименование выхода сверху для размера 75 мм, а процентное содержание груза, лежащего на сите 3 и на поддоне 4, носит наименование выхода снизу для размера 75 мм. Наибольший размер куска исследуемой пробы устанавливается по размеру отверстия сита, если через него прошли все куски пробы. Например, груз полностью прошел через сита 1 и 2 и частично задержался на сите 3, следовательно, максимальный размер куска данной пробы можно принять равным размеру отверстия сита 2. Если же часть кусков пробы задержалась на верхнем сите 1, то максимальный размер куска устанавливается путем обмера кусков, оставшихся на этом сите.
Наименьший размер куска пробы определяется аналогичным способом. Если все куски пробы задержались на каком-либо сите, то минимальный размер куска принимается равным размеру этого сита. В случае, когда часть кусков прошла через нижнее сито, то минимальный размер куска устанавливается путем замера. Результаты анализа сводятся в таблицу 2.1.
По данным ситового анализа дают характеристику транспортируемого материала, т. е. определяют максимальный и минимальный размеры куска.
По однородности сыпучие грузы делятся на рядовые и сортированные.
Грузы, у которых отношение наибольших размеров куска к наименьшим более 2,5 называются рядовыми:
(2.1)
Если данное соотношение менее 2,5, то груз называется сортированным:
(2.2)
Таблица 2.1 – Результаты выполненных замеров при проведении ситового анализа
Класс фракции (размеры сита) |
Масса фракции от массы пробы |
Выход сверху от массы пробы |
Выход снизу от массы пробы |
|||
|
кг |
% |
кг |
% |
кг |
% |
100–75 75–50 50–25 25– 10 менее 10 |
|
|
|
|
|
|
На основании данных ситового анализа строится график, характеризующий состав насыпного груза по крупности кусков. Ординаты графика показывают выход сверху в процентах от массы пробы, а абсциссы – крупность кусков в процентах от максимального размера. Затем определяют типичный размер куска.
Многие параметры транспортирующих машин и бункерных установок определяются в зависимости от размера типичных кусков для данного насыпного груза. Для сортированного груза под размером типичного куска понимается размер среднего куска в миллиметрах.
Для рядовых грузов размер типичных кусков определяется в зависимости от массы группы наибольших кусков, к которым относятся куски от max до 0,8max . Если масса этой группы составляет меньше 10 % от массы всей пробы, то размер типичного куска принимается равным:
(2.3)
Если же масса группы наибольших кусков больше 10 % массы пробы, то размер типичного куска принимается равным:
(2.4)