ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Разновидности потоков движения сыпучих материалов из отверстий емкостей из "Дозирование сыпучих материалов" При истечении песка из модели с плоским дном можно выделить несколько характерных зон (рис. 14). [c.36] Непосредственно над отверстием расположена зона О, в которой происходит свободное падение частиц. С этой зоной граничит столбообразная зона С, где частицы движутся ускоренно. [c.36] Движение столба вызывает довольно быстрое перемещение зоны А по верхней границе с зонами В. Обе зоны В движутся несколько медленнее по неподвижным зонам Е. Объем неподвижных зон Е зависит от формы бункера и физико-механических свойств материалов. [c.36] В результате исследований установлены две основные формы движения потока гидравлическая (связная), при которой связи частиц сыпучего материала не нарушаются, и нормальная (несвязная), когда связи частиц нарушаются и они способны перемещаться относительно друг друга в потоке. Для большинства сыпучих материалов типичной является несвязная форма движения. Придерживаясь существующей терминологии, будем в дальнейшем называть первый из этих видов истечения гидравлическим, а второй нормальным. [c.37] Результаты вычислений по этой формуле несколько завышены, так как вместо угла естественного откоса следует учитывать угол внутреннего трения, который несколько меньше угла естественного откоса. Необходимо отметить, что на практике определение угла естественного откоса не представляет трудностей, поэтому в формулу (34) подставляют значения угла естественного откоса, несмотря на некоторую погрешность в результате. Процесс выпуска сыпучего материала характеризуется двумя стадиями первой, когда выпущенный объем замещается оставшимся материалом вследствие уменьшения его объемной плотности, поэтому перемещение поверхности ЕЕ не наблюдается. [c.38] Истечение при нормальной форме движения потока не зависит от формы емкости. Изменения формы бункера качественно не влияют на процесс истечения, что видно из рис. 16. [c.39] При гидравлическом истечении сыпучих материалов перемещается вся загруженная масса, как показано на рис. 17. Характер истечения при этой форме движения приближается к истечению жидкости. [c.39] В комплекс факторов, обусловливающих форму движения, входят также коэффициент внешнего трения, гранулометрический состав и др. При гидравлической форме движения потока весь загруженный в бункер материал находится в движении, нет неподвижных зон, обеспечивается равномерное истечение материала из отверстия. При такой форме потока воронка не образуется и движение материала происходит в объеме, ограниченном стенкой бункера. Опускаясь, верхняя поверхноогь сыпучего материала обычно сохраняет свое горизонтальное положение. Гидравлическое истечение не всегда является устойчивым. На практике через определенный промежуток времени на поверхности образуется воронка и дальнейшее истечение будет протекать по нормальной схеме. Обычно момент такого перехода характеризуется определенной высотой сыпучей массы в емкости. [c.39] Зона движения сужается (уровень 4), уменьшаясь до % высоты вертикальной части подвижной зоны (Л). При дальнейшем истечении уровень 5 продолжает сужаться. [c.40] Для равномерного движения дисперсного материала необходимо, чтобы отношение высоты слоя сыпучей массы в бункере к его диаметру составляло не менее значения ф (ф — угол внутреннего трения между частицами). [c.40] Исследованиями [23, 24] подтверждается, что разрез, перпендикулярный вертикальной оси потока, представляет собой круг, так как боковые силы равномерно расположены по внутреннему периметру горизонтального сечения бункера. [c.41] Внутри сыпучего тела поток представляет собой тело вращения, и его контур на любой высоте имеет форму круга. Диаметр круга по мере перемещения поперечного сечения вверх — в направлении свободной поверхности — увеличивается. Даже если выпускное отверстие удлиненное, уже на незначительной высоте над отверстием поперечное сечение зоны потока представляет собой круг. Переход от формы отверстия к круговой форме потока обычно осуществляется на расстоянии одного — двух диаметров отверстия. Как показывают наблюдения, текущая масса большинства сыпучих материалов образует вертикальный цилиндр с диаметром поперечного сечения зоны потока приблизительно равным наибольшему размеру выпускного отверстия. Этот размер является диаметром круглого отверстия или диагональю квадратного или прямоугольного отверстия. Можно заключить, что зона потока является телом вращения, напоминающим параболоид. [c.41] На рис. 20 показано истечение песка через два выпускных отверстия (30X30 и 20X20 мм), расположенных не по центральной оси. В разрезе по вертикальной оси зона потока имеет параболическую форму. Поперечное сечение каждой зоны потопа по всей высоте является кругом. [c.41] Таким образом можно сделать вывод, что форма зоны потока сыпучего материала не зависит от формы, размеров и места расположения выпускного отверстия. [c.41] Из работы С. Г. Герасимова [25] следует, что нормальная форма потока возникает только при истечении из отверстия, расположенного в центре днища емкости. Другие исследователи высказывают соображения, что нормальная форма истечения характерна для полностью загруженной емкости. По утверждению других авторов [23, 26], нормальная форма потока характерна для плохосыпучих материалов. [c.41] Основные параметры, характеризующие фйзико-механиче-скне свойства сыпучего материала, зависят от плотности упаковки частиц, определяемой числом контактов между ними. По данным К. Терцаги [27], с изменением пористости сухого песка (от 40 до 46%) меняется угол внутреннего трения (от 50 до 32 ) и соответственно примерно в два ра а уменьшается коэффициент внутреннего трения. Форма потока зависит также от пористости материала и условий его формирования. [c.42] Автором был проведен ряд опытов, целью которых было получение наглядных подтверждений высказанным выше соображениям. Для этого была использована модель бункера в виде прозрачного полуцилиндра. Вертикальная диаметральная плоскость, рассекающая цилиндр, проходила также через центры четырех одинаковых выпускных отверстий (одно из которых совпадало с центром цилиндра) круглой формы, что позволило наблюдать сыпучий материал в разрезе по всей высоте модели. [c.42] Испытуемым материалом был песок (фракция 1 мм) влажностью 1,5%, причем часть его была окрашена. Загрузку производили послойно. Изменение цветной границы позволяло визуально наблюдать за деформацией слоев в процессе истечения (процесс истечения фотографировался). [c.42] Проверяли различные факторы, влияющие на процесс истечения (расположение выпускного отверстия, способ загрузки, быстрота загрузки и др.). Нормальная форма потока наблюдалась при истечении песка из всех отверстий и только при изменении условий эксперимента эта форма истечения (из тех же отверстий) переходила в гидравлическую (иногда на конечных этапах истечения гидравлическая форма потока снова переходила в нормальную). [c.42] Вернуться к основной статье