Способ определения коэффициента трения движения сыпучего материала

 

Изобретение относится к области триобологии. Целью изобретения является повышение технологичности и достоверности за счет обеспечения возможности измерений без остановки цилиндра. Полый цилиндр частично заполняют материалом и приводят во вращение. Определяют границу раздела между подвижным и неподвижным относительно цилиндра слоями материала. Коэффициент трения определяют из условия равенства потенциальных энергий неподвижного слоя и материала в остановленном цилиндре. 3 ил., 2 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А1

ÄÄSUÄÄ 1478101

С ) А.2.В Ю С.В

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

flQ ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГННТ СССР

B-"кОч " р

Н,1.

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

4 К з1п д о

24 -з1п2д с

t где P — вес материала; (21) 4191624/25-28 (22) 06.02. 87 (46) 07.05.89. Вюп. № 17 (71) Тамбовский институт химического машиностроения (72) В.Ф.Першин и Г,А,Минаев (53) 620. 178. 16 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 1083069, кл, G 01 В 5/24> 1982, (54) СПОСОВ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА .ТРЕНИЯ ДВИЖЕНИЯ СЫПУЧЕГО МАТЕРИАЛА (57) Изобретение относится к области

Изобретение относится к трибологии и может быть использовано для определения параметров технологического процесса в химическом производстве.

Целью изобретения является повышение технологичности и достоверности за счет обеспечения возможности измерений без остановки цилиндра.

На фиг.1 изображено состояние сыпучего материала при вращении цилиндра; на фиг.2 — то же, после остановки цилиндра; на фиг.3 — приспособление для измерения координат центра циркуляции, Если засыпать сыпучий материал в горизонтально расположенный цилиндр и привести последний во вращение со скоростью, не превышающей критическую м, когда весь материал под действиКР1

1l 11 ем центробежных сил прилипает к боковой поверхности цилиндра, то в поперечном сечении цилиндра весь материал можно разделить на неподвижный трибологии. Целью изобретения является повышение технологичности и достоверности за счет обеспечения возможности измерений без остановки цилиндра. Полый цилиндр частично заполняют материалом и приводят во вращение.

Определяют границу раздела между подвижным и неподвижным относительно цилиндра слоями материала. Коэффициент трения определяют из условия равенства потенциальных энергий неподвижного слоя и материала в остановленном цилиндре, 3 ил °, 2 таол. относительно цилиндра поднимающийся слой (фиг. 1, область АСВМ) и подвиж- С ный (скатывающийся) слой (область

ACBN), При этом движение сыпучего материала носит характер циркуляции относи- р тельно определенной точки С, имеющей координаты d R

Если теперь, постепенно уменьшая скорость вращения, остановить ци-.

° ееб линдр, то открытая поверхность материала в поперечном сечении цилиндра будет иметь вид хорды AB наклоненной к горизонту под углом Ф тревия дви- .

1 жения (фиг, 2) .

Потенциальная энергия П, материала в данном положении относительно уровня m-m соответствующего минимально

Э

3 низкому положению О центра тяжести материала, равна

1478101

h — высота подъема центра тяжести материала в положении АВ относительно уровня m-m.

Экспериментально установлено, что увеличении скорости ы количество материала, находящегося в поднимающемся слое, уменьшается, а высота подьема его центра тяжести увеличивается, Приравнивая к П „ правую часть равенства (1) и учитывая, что коэффициент f > трения движения равен tg с, получим для f выражение

II e

f = tg arccos (1

Р Ч (2) 20

4 sin>d где ц = — R — — — —.——

3 2d,-sin2 д, > для нахождения П„достаточно определить границу ACR-раздела слоев АСВМ и ACBN (фиг.1).Тогда, вычисляя площадь фигуры ACBM и определяя. центр

25 тяжести этой фигуры, нетрудно рассчитать П„.

Как показывает эксперимент с использованйем фотосъемки, участок АС искомой границы раздела можно считать отрезком прямой, перпендикулярной к ОС, а участок СВ имеет форму параболы с вышиной в точке С. Таким образом, для определения границы АСВ

35 достаточно найти местоположение точек

А, В и С.

Местоположение точки С - центра циркуляции - можно определить, пользуясь тем, что мелкие и (или) тяжелые частицы собираются в центре ðкуляции, поместив в материал меченную (например, радиоактивную) частицу меньшего размера и,(или) большей

45 плотности. Угловая координата точки А находится как сумма с+

+arccos R /К, а угловая координата точки  — как разность 2 д - A t так как экспериментально установлено, что I.ÂÎÀ=2 д (фиг. 1) ..50

Способ осуществляют следующим образом. при вращении -цилиндра потенциальная энергия П „ материала в поднимающемся слое не зависит от скорости < м кр и численно равна величине П, (табл.1).

Это происходит за счет того, что при

В цилиндр засыпают исследуемый материал, после чего цилиндр приводят во вращение.

По положению меченных частиц определяют местоположение центра циркуляции, а с помощью линейки и шкалы (фиг.3) определяют а и К .

Далее определяют граьяцу раздела поднимающихся и скатывающихся слоев материала и величину П „. После этого по известным R, Р>и P в соответствии с выражением (2) определяют коэффициент f > трения движения исследуемого материала.

В табл.2 приведены результаты сравнительных испытаний по прототипу и предлагаемому способу.

Как видно из результатов сравнения, предлагаемый способ позволяет достаточно точно определить величину f .

Положительный эффект предлагаемого способа обуславливается возможностью определения f у без нарушения технологического процесса, так как при этом не требуется, как в прототипе, остановки цилиндра, Формула изобретения

° Способ определения коэффициента трения движения сыпучего материала, заключающийся в том, что материалом частично заполняют полый цилиндр, приводят его во вращение и измеряют параметр перемещения частиц материала, по которому судят о коэффициенте трения, отличающийся тем, что, с целью повышения технологичности и достоверности за счет обеспечения возможности измерений без остановки цилиндра, определяют границу раздела между подвижным и неподвижным относительно цилиндра слоями материала, в качестве параметра перемещения частиц материала определяют потенциальную энергию П „ неподвижного слоя, а коэффициент

t трения определяют из условия равенства П „потенциальной энергии материала в остановленном цилиндре.

1478101

Та бли ца 1

П„, Дж

H,в

0,4 0,5

0,1 0,2 0,3

1, 57 О, 057 О, 059 О, 074 О, 069

2, 09 О, 134 О, 138 .О, 114 О, 116

2,68 О, 148 О, 182 О, 184 О, 176

Та блица 2

Материал

Прототип Предлагаемый способ

0,7 97

0,8 +-8Х

0,5 +10X

0,62 + 97.

Фиг.1

Полиэтилен

Полистирол

Селикагель

Моч евина

Средний диаметр частиц, мм

3,1

2,5

4,5

2,0

0,7 +2X

0,8 +2Х

0,5+1%

0,7 +ЗХ

0,062 0,065

0,128 О, 124

0,137 0,16

1478101

Составитель И.Солдатенков

Редактор С. Пекарь Техред Л.Олийнык Корректор О,Кравцова

Заказ 2356/43 Тираж 790 Подписное

ВНКИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Дроизводственно-.издательский комбинат "Патент", г. ужгород, ул. Гагарина, 101