实验七、粉状物料摩擦角的测定.ppt

实验七、粉状物料摩擦角的测定 徐红燕 材料工程教研室 Tel:一、实验目的 o在粉粒料的贮存与输送系统中，物料的 流动性、物料之间及物料与固体壁面的 摩擦等都涉及到摩擦特性，如在料斗的 设计中，排料口的大小、料斗壁的倾斜 角以及粉料对料斗壁的压力，这些参数 的设计都是以摩擦特性为重要依据的。 o设计不合理的料斗会给生产造成很大的 困难。因此，通过对摩擦特性的研究测 量，可为物料和气力输送系统等设计提 供可靠的参数。 反映摩擦特性的物理量有： 物料的休止角、内摩擦角以及物料的 壁摩擦角。 o本实验要求： ）学会测量粉状物料的内摩擦角的方法 ： ）掌握实验原理及有关仪器的操作使用 。 二、主要仪器和试剂测试装置 o主要仪器： ZJ应变控制式直剪仪 o 天平、秒表、测微表等。 o试样： 粉煤灰、矿渣、钢渣、砖粉、砂粉等（实 验时指定其中一种） ZJ应变控制式直剪仪 三、基本原理 o测试粉状物料摩擦角有两种方法 三轴压缩实验 直剪实验 见课本P37 三轴压缩实验 极限破坏 圆 莫尔圆 莫尔圆半径为莫尔圆半径为R R=(=( 1 1 3 3 )/2, )/2, 圆心坐标为圆心坐标为( ( 1 1 3 3 )/2 )/2。 ( ( 1 1 : :垂直方向最大主应力垂直方向最大主应力; ; 3 3 ：水平方向最小主应力）：水平方向最小主应力） 直剪实验 本实验采 用该方法 直剪试验结果 /104Pa2.535.057.5510.1 /104Pa4.505.376.297.18 o粉体被剪断时的最大剪应力与粉体层上 受到的垂直剪应力有关，越大，则粉 体的最大剪应力也就越大。 o改变粉体层上的垂直应力，就可以得到 相应的最大剪切应力。 o根据粉体上垂直应力和相应最大剪切应 力的关系，可以作出的关系曲线。 库仑粉体(即剪切应力与垂直应力呈线性关 系的粉体), 其剪应力可由下式表达： otgicic oi内摩擦角 o i内摩擦系数 o c附着力 o当粉体粒子间不存在附着力时，c0 。因此，通过垂直应力和剪应力关系 图，即可求出内摩擦角。 破坏包络线方程 若c0，则为无附着性粉体； 库仑粉体：与呈直线性的粉体。 若c0，则为则为 附着性粉体。 对于附着性粉 体，由于内聚 力的作用，引 入附着力c 有附着力 c 0 无附着力 c =0 几个要记住的已知数值 o杠杆长度比=12:1 o剪切盒 截面积：30 cm2 高度：2 cm 容积 V=60 cm3 如何求剪切盒中试样的重量？ （如果已知物料孔 隙率 、密度） m=V(1-) m试样重量, g; V剪切盒有效体积, cm3 o例： 钢渣密度为为2.83.2103Kg/m3, 取 =3.0103Kg/m3 取孔隙率=0.5 则则 m=V(1-) =3.01031036010-6(1-0.5) =90 (g) o量力环表上每一小格对应的位移为0.01 mm 或0.05 mm o量力环系数=1.826kPa/mm或1.771kPa/mm 仪器设备 o剪切盒 内有多孔透水石or透气片 o滑轨上有钢珠 仪器调平衡 固定盒 滑动盒 无载荷调平 有载荷调平 o用下面的手柄调。 注意有三根红线。 当横梁下端与中间一条红线平齐，即 为平衡。 否则，不平衡，可通过调节另一端的 秤砣调平。 无载荷调平 每小组在 做实验前 只做一次 无载荷调 平 o当有载荷时，横梁下端与最上面一条红 线平齐。 o调平衡后，测试前一定要把销子拔下来 ，再看看指针是否归零，如果没有，可 通过调节量力环表蒙子来调节。 有载荷调平 通过在杠杆的一端加砝码，施加垂直应力 . 砝码：共有2个1.275kg，3个2.55kg o求垂直应力 =1.2759.81210-3/（3010-4） =?kPa 达到剪切终点后，右旋手轮，使传压 螺钉脱离钢珠，容器部件能自由取放为 止。 1、检查剪切盒和直剪仪是否完好； 2、进行杠杆的无载荷调平； 3、按公式计算所需粉状物料的重量，并用 天平称取物料； 4、对准滑动盒和固定盒，插入固定插销， 依次放入多孔透气片和滤纸片，再将称量 好的试样加入盒内，并使之在盒内充填均 匀，按顺序依次加上滤纸片、多孔透气片 、活塞和钢珠； 四、实 验 操 作 规 程 6、转动手轮甲，使固定盒前端的钢珠刚好 与量力环接触，调整到量力环中测微表读 数为零； 7、进行杠杆的有载荷调平； 8、调平结束后，拔掉剪切盒上的二个固定 插销； 9、以4r/min的速度匀速转动手轮甲，当测微 表的指针停止转动、摆动或后退时，表明 剪切结束，记录测微表的最大读数； 10、实验结束后，顺序卸除测微表、荷重 、加压框架、钢珠、固定盒等，并将剪 切盒擦洗干净； 11、垂直荷重为1.275，2.550，3.825， 5.100kg时分别各测定一次； 12、实验结束后，清理实验现场卫生。 注意 必须使用坐标纸作图 ： 量力环表指针不动，来回波动或读数减小时 极限应力状态的