Сортирование сыпучих тел при их послойном движении по ситам, страница 3

Так как > 0, то f_пр., больше fи так же, как f, является монотонно возрастающей функцией веса вышележащей части сыпучего тела. Если fизменяется от  f₀ (на верхней границе сыпучего тела) до f_Т (на поверхности сита), то f изменяется соответственно от f_пр.₀ = f₀ до f_пр._т = f_т  + G_т()_т, где  G_т – вес всего сыпучего тела над единицей площади сита.

Если при постепенном увеличении ускорения сита имеет место неравенство                      gf₀ <a_c <gf_пр.т , то существует слой, для которого f_пр = . В этом случае послойное движение происходит в части сыпучего тела, расположенной выше данного слоя; нижележащая часть сыпучего тела движется вместе с ситом, как твердое тело. Если же a_c<gf, то все сыпучее тело неподвижно относительно сита.

При малой шероховатости опорной поверхности может быть  f_пр.т < f₀; тогда при a_c<gf₀послойное движение отсутствует и все сыпучее тело, как твердое, движется относительно сита. Такое явление можно наблюдать при движении сыпучих продуктов по сплошным транспортирующим днищам из белого глянцевого железа.

В этих условиях самосортирование может происходить только от колебаний опорной поверхности в направлении нормали. Следует отметить, что при наличии отверстий в гладкой опорной поверхности сопротивление относительному движению нижнего слоя продукта существенно возрастает вследствие ударов частиц о границы отверстий и о частицы, застревающие в отверстиях или проходящие через них. Таким образом, в большинстве случаев при движении сыпучих тел по поверхности сита имеет место монотонное возрастание коэффициентов сопротивления сдвигу так, что наибольшее значение этот коэффициент имеет на поверхности сита.

Для определения динамических коэффициентов сопротивления относительному сдвигу слоев была создана экспериментальная установка, схема которой показана на рисунке 2,а.

Установка состоит из станины 1 с двумя горизонтальными рельсами, тележки 2, двухступенчатого барабана 3, груза 4, фиксатора 5 и тормоза 6.

Груз 4 натягивает нить, закрепленную на барабане радиуса г. Вторая нить закреплена на барабане Rи передает усилие тележке, которая удерживается в крайнем правом положении фиксатором 5. При повороте рычага фиксатора тележка освобождается и под действием груза 4 движется с ускорением а_х. Пройдя путь L₀, тележка своим передним буфером ударяется в полый шток тормозами перемещает его на расстояние L_xс ускорением а₂ до полной остановки. Перемещение штока б (рис. 2,6) сопровождается трением его наружной поверхности по внутренним поверхностям вкладышей в и г, которые прижаты к штоку усилием сжатой пружины g.

Усилие пружины gможно регулировать так, чтобы после удара о шток, тележка 2 не отскакивала обратно.

Изменяя вес груза 4 и тормозное усилие, можно обеспечить произвольные значения ускорений а\ и а₂.

Рис. 2. Схема установки для  определения коэффициентов сопротивления   относительному сдвигу  слоев  в   сыпучем  теле:  а)   общая схема установки;

б) схема тормоза

Для изменения скорости тележки в начальное мгновение торможения достаточно изменить путь L₀перемещением фиксатора 5 вдоль рельсов.

Боковые стенки ящика тележки сделаны из прозрачного стекла; на дно ящика укладывают рамку с натянутым на нее ситом. Между боковыми стенками тележки насыпают' исследуемое сыпучее тело, которое с помощью специального приспособления выравнивается до постоянной толщины Н длине (8-10) Н. Передняя и задняя поверхности сыпучего тела остаются свободными и не должны касаться передней и задней стенок ящика.

Ускорение, а выбирается так, чтобы в период ускоренного движения тележки не происходило относительного движения частиц даже на свободных границах сыпучего тела. Ускорение а₂ выбирается так, чтобы при замедленном движении (период торможения) нижний слой сыпучего тела перемещался относительно сита на расстояние, удобное для измерений.