Don-stroitel.ru

Все о ремонте
11 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Угол естественного откоса для мела

1.1. Характеристики и физико-механические свойства сыпучих материалов

Средний размер частиц сыпучих материалов – менее 0,1 мм. Поэтому эти грузы легко распыляются. Чтобы избежать потерь ценных материалов и защитить окружающую среду при транспортных и погрузочно-разгрузочных работах с сыпучим грузом, средства механизации и транспортные коммуникации должны быть полностью герметизированы.

Объемная масса сыпучего груза в количественном выражении составляет определенную часть величины плотности материала. Она зависит от способа и длительности его транспортировки или хранения. Величина сил сцепления сыпучих материалов зависит от гранулометрического состава, влажности, степени уплотнения и длительности нахождения материала к таре.

Относительная подвижность частиц порошкообразных материалов зависит от величины сил сцепления и трения между отдельными частицами, возникающими при их взаимном перемещении.

От подвижности частиц материала зависит величина угла f1наклона к горизонтальной плоскости образующей конуса свободно насыпанного, без падения с высоты, материала (рис. 1.1).

Угол f1носит название угла естественного откоса материала в покое.

Определение угла естественного откоса

Рис. 1.1. Определение угла естественного откоса

Для материалов, сцепление которых незначительно или вовсе отсутствует, угол внутреннего трения равен углу естественного откоса:
f2Для порошкообразных материалов со значительным сцеплением образующая поверхности откоса криволинейна, а средний угол естественного откоса больше угла внутреннего трения. Он зависит от метода получении откоса – свободным насыпанием или обрушением.

При насыпке материала с некоторой высоты угол естественного откоса f3окажется меньше ранее определенного угла естественного откоса f1.

Угол f3принято определять условно при высоте падения около 1 м.

В этом случае на основании экспериментальных данных можно принять следующее соотношение:
f4Коэффициент внешнего трения сыпучих материалов f также зависит от того, находится ли материал в покое или движении.

Коэффициенты внутреннего и внешнего трения для этих материалов находятся между собой в известной зависимости.

Слеживаемость – это свойство сыпучих материалов при длительном хранении или при воздействии вибраций терять подвижность частиц. За исключением сухой золы, все сыпучие строительные Материалы относятся к слеживающимся грузам. С повышением влажности материала, а также с увеличением высоты слоя материала в бункере или силосе слеживаемость возрастает. У абсолютно сухих материалов свойство слеживаемости отсутствует или проявляется слабо. Чтобы предотвратить слеживаемость сыпучего материала, необходимо периодически осуществлять его механическое или аэрационное рыхление, а также перемещать (перекачивать) из одного силоса в другой (например, цемент необходимо перекачивать не реже одного раза в 15 дней).

Абразивность – это свойство сыпучих материалов истирать соприкасающиеся с ними поверхности транспортной установки при их движении относительно друг друга. Однако нельзя оценивать абразивность материала только по износу элементов транспортного оборудования. Интенсивность износа транспортной установки, помимо свойства транспортируемого груза, зависит также от скорости движения частиц материала, от направления вектора скорости движения относительно ограничивающей его рабочей поверхности, от материала, из которого изготовлены детали и трубопровод установки. Значительной истирающей способностью обладают самые массовые строительные материалы – цемент, минеральный порошок, зола, песок. Абразивность этих сыпучих материалов существенно снижает работоспособность отдельных элементов транспортной установки. Особенно сильно изнашиваются поворотные участки трубопроводов (колена) в пневматических транспортных установках нагнетательного действия. При пневмотранспортировании цемента срок службы стального колена в несколько раз меньше, чем прямолинейного стального трубопровода.

Для увеличения долговечности пневматической установки, перемещающей абразивные сыпучие строительные грузы, следует по возможности снижать скорость транспортировки частиц, а также для изготовления наиболее изнашиваемых деталей применять износостойкие стали, сплавы, полимеры и другие материалы.

Для снижения абразивного износа трубопровода необходимо прокладывать трассу без наклонных участков, применять колена с плавным поворотом (при подаче цемента оптимальный радиус поворота равен 1,5 и 2 м для трубопроводов диаметром 100 и 150 мм соответственно). Пневматическое перемещение абразивного материала приводит к истиранию горизонтальных трубопроводов преимущественно вдоль их нижней внутренней стороны на протяжении 20-25% длины окружности. Это истирание происходит за период от нескольких месяцев до 3 лет в зависимости от степени абразивности транспортируемого материала и характеристики движения воздушно-материального потока.

Читайте так же:
Вред пенополистирола для человека

Взрыво- и пожароопасность – горючие сыпучие материалы могут при определенных условиях самовозгораться, а в смеси с воздухом – взрываться. Взрыв аэровзвеси сыпучих горючих компонентов происходит только в том случае, когда их концентрация в воздухе находится в диапазоне между нижним и верхним пределами воспламенения. Согласно существующим нормам нижний предел воспламенения служит основным критерием взрывоопасности аэровзвесей.

Взрывоопасными припаю считать пылевоздушные смеси, нижний предел воспламенения которых меньше или равен 65 г/куб.м. Пыли с нижним пределом, превышающим 65 г/куб.м, считают пожароопасными. Для того чтобы аэровзвесь воспламенилась, к ней необходимо подвести определенную тепловую энергию. Минимальную энергию зажигания аэровзвесей определяют на специальном приборе путем экспериментального построения зависимости вероятности зажигания от энергии разряда конденсатора.

Источником тепловой энергии, необходимой для зажигания аэровзвесей, в смесителях, бункерах могут быть нагретые поверхности движущихся элементов, искровой разряд электрооборудования, электропроводки и статического электричества.

Для предупреждения взрыва пылевоздушных смесей необходимо избегать пыления при транспортировании и перегрузках материала, тщательно заземлять металлическое оборудование, использовать взрывозащищенное оборудование, контролировать с помощью датчиков температуру в зоне наибольшего трения, не допускать попадания посторонних металлических предметов, для чего загружаемую смесь необходимо пропускать через магнитный сепаратор.

Искры статического электричества при разряде заряженного диэлектрического материала в аппаратах обладают незначительной энергией, поэтому от них пылевоздушные смеси не взрываются. Реальную опасность представляют искры с заряженных металлических частей оборудования: требуется их тщательное заземление.

Характеристики некоторых сыпучих материалов, перемещаемых пневматическим транспортом, приведены в табл. 1.1 и 1.2.

Коэффициенты внутреннего трения сыпучих строительных материалов, а также коэффициенты трения материала по различным опорным поверхностям (стали, дереву, резине) приведены в табл. 1.3.

Влажность большинства массовых сыпучих строительных материалов (цемента, гипса) не должна превышать 1% по массе, так как при увеличении этой величины материалы могут слеживаться. Кроме того, влажные вяжущие материалы теряют химическую активность. Зимой, при содержании влаги более 4% по массе, они подвержены смерзанию.

Цемент

Цемент получают из клинкера после обжига и измельчения с необходимыми добавками. Номенклатура выпускаемых цементов достаточно широка и разнообразна: портландцемент, глиноземистый цемент, гидрофобный, сульфатостойкий, быстротвердеющий, белый портландцемент и др.

Цемент перевозят в специализированных транспортных средствах. При перевозке цемента в транспортных средствах общего назначения (крытый железнодорожный вагон, баржа) его необходимо защищать от увлажнения, распыления и загрязнения. Цемент должен храниться в стационарных или инвентарных складах. На мелких рассредоточенных объектах цемент необходимо хранить в контейнерах.

При хранении в силосах. чтобы избежать слеживания, необходимо периодически проводить аэрационно-пневматическое разрыхление цемента и перекачивать цемент не реже одного раза в 15 дней.

Запрещается складировать в одну емкость цемент разных марок и видов.

Объемная масса портландцемента меняется следующим образом в зависимости от способа и длительности хранения:
– объемная масса рыхлого свеженасыпного цемента – 0,8-1,2 т/куб.м;
– объемная масса уплотненного цемента (при хранении 2-15 суток при высоте слоя, равной 10 м, и 2-5 суток при высоте слоя выше 10 м, а также цемента, находящегося под воздействием случайных не значительных и кратковременных вибраций) – 1,2-1,6 т/куб.м;
– объемная масса сильно уплотненного цемента (после хранения 15 суток при высоте слоя более 5 м или сброшенного с высоты более 10 м, а также подвергающегося значительным и продолжительным вибрациям и толчкам) – 1,5-1,75 т/куб.м.

Читайте так же:
F профиль для откосов бежевый

Известь

Строительную известь получают, обжигая известняк, мел и другие кальциево-магниевые карбонатные горные породы. Тонкоизмельченную строительную известь получают путем гашения или размола негашеной извести, в процессе ее производства допускается введение минеральных тонкомолотых добавок.

Порошкообразную известь следует отгружать в автоцементовозах, железнодорожных цементовозах, контейнерах или бумажных многослойных мешках. Водным транспортом порошкообразную известь можно перевозить только в таре.

Известь-кипелку нужно хранить в закрытых складах, в которые не могут попасть атмосферные и грунтовые воды. Необходимо учитывать, что даже при правильном хранении молотая известь-кипелка постепенно теряет вяжущие свойства, так как гасится влагой из воздуха. Поэтому срок хранения извести-кипелки в мешках с момента изготовления до употребления не должен превышать 15 суток. Срок хранения извести в герметической таре не ограничен.

Гипс строительный

Строительный гипс получают путем термической обработки природного гипсового камня, который измельчают до или после этой обработки. По качеству гипс разделяют на три сорта – 1, 2 и 3-й.

К основным свойствам этого строительного материала относятся тонкость помола и предел прочности при изгибе и сжатии. Тонкость помола характеризуется остатком на сите с сеткой № 02. Для 1, 2 и 3-го сортов этот остаток не должен превышать 15, 20 и 30% соответственно. Предел прочности при изгибе образцов размером 4х4х16 см в возрасте 1,5 ч для 1, 2 и 3-го сортов составляет 0.27; 0.22 и 0.17 МПа соответственно.

Гибс не должен схватываться ранее, чем через 4 минуты после начала затворения гипсового теста. Полное схватывание не должно наступать ранее, чем через 6 минут, но не позднее, чем через 30 минут.

Строительный гипс отгружают навалом, в мешках, контейнерах и металлических бочках. Хранить его необходимо в закрытых сухих помещениях в штабелях высотой до 2 м. Пол в складских помещениях должен быть поднят над уровнем земли не менее чем на 30 см.

Гипс не рекомендуется долго хранить, так как в результате взаимодействия с парами воды, содержащимися в воздухе, его химическая активность постепенно снижается. Предельный срок хранения гипса – 3 месяца.

Развертки поверхностей бункеров

Бункером называется специальный резервуар, предназначенный для вмещения и перегрузки сыпучих материалов. Бункеры бывают разнообразной формы. Наиболее распространенные приведены на рис. 1 и 2. Форма бункеров на рис.1, а, б, в, г представляет собой сочетание из форм призмы и пирамид прямой или наклонной.

Построение развертки поверхностей бункеров

Рисунок 1

На рис.1, д изображен пирамидальный бункер. Форма бункеров на рис.2, а, б, в — образована сочетанием цилиндра и конуса — кругового (рис.2, а) и эллиптического (рис.2, б, в)

Построение развертки поверхностей бункеров

Рисунок 2

На рис.2, г — сочетанием цилиндра и сферы; на рис.2, д изображен конический бункер.

В качестве примера для построения развертки на рис. 3, а дан бункер, форма которого представляет собой прямую усеченную прямоугольную пирамиду.

Построение развертки поверхностей бункеров

Рисунок 3

Заданными величинами являются размеры отверстий a, a1 и b, b1 и высота пирамиды h.
Для хорошего опорожнения бункера необходимо, чтобы наименьший угол наклона стенки (грани) бункера к горизонту, в данном случае угол α2, был больше на 5 — 10º угла естественного откоса сыпучего материала в условиях покоя. Чтобы материал не зависал на ребрах бункера, следует определить угол наклона ребер к горизонту θ. Он должен быть несколько больше угла трения материала о стенку бункера.

Читайте так же:
Теплоизоляция труб K FLEX технология работ

Для определения величины этого угла, который, очевидно, будет всегда меньше углов α1α2, построена вспомогательная проекция бункера, на которой одно из ребер бункера — ребро EF изобразилось в натуральную величину. Угол наклона θ этого ребра к горизонтальной плоскости и будет искомым. Как видно из чертежа, этот угол может быть рассчитан и аналитически по формулам 1.

Построение развертки поверхностей бункеров

Формула 1

Обычно размеры бункера таковы, что его поверхность не может быть выполнена из одного листа, поэтому для его изготовления определяют форму и размеры каждой грани, а затем их соединяют при помощи сварки.

Боковые грани бункера представляют собой равнобочные трапеции. Их основания заданы и соответственно равны a, a1, b, b1, а их высоты h1 и h2 определяются на фронтальной и профильной проекциях. Для изготовления каркаса бункеров большой ёмкости требуется определение угла γ, например, для размалковки угловой стали, из которой выполняется каркас бункера, см.рис. 3, б.

Этот угол является линейным углом, измеряющим двугранный угол между двумя смежными гранями пирамиды. Он получится, если пересечь грани плоскостью, перпендикулярной их ребру. Его натуральная величина определена на рис. 3 следующим образом. Двугранный угол при ребре EF пересечен плоскостью, перпендикулярной к этому ребру и проходящей через произвольную точку К ребра. Тогда в сечении получится треугольник MNK, причем угол при вершине Ки будет искомым.

На вспомогательной проекции бункера этот треугольник изображен прямой (m’1, n’1) k’1, а треугольник mnk является его горизонтальной проекцией. Для определения натуральной величины угла MKN = γ достаточно расположить прямую (m’1 n’1) k’1 параллельно горизонтальной плоскости, т.е. поставить ее в положение (m’1 n’1) k’0. Тогда угол mkn и будет искомым.

Угол γ может быть рассчитан аналитически по формуле: γ = γ1 + γ2, где углы γ1 и γ2, в свою очередь, определяются из зависимости:

Построение развертки поверхностей бункеров

Формула 2

На рис. 4 изображен бункер, поверхность которого представляет собой сочетание кругового цилиндра и эллиптического конуса.

Построение развертки поверхностей бункеров

Рисунок 4

Наименьший из углов наклона его образующих к горизонту, в данном случае угол α, должен быть на 5 — 10º больше угла естественного откоса сыпучего материала в состоянии покоя.

Развертка верхней цилиндрической части бункера будет представлять собой прямоугольник размерами πD х h1. Развертка нижней части бункера — усеченного эллиптического конуса с круговым основанием — может быть построена при доступной (см. рис. 4, а) или недоступной (см. рис. 4, б) вершине конуса.

Построение развертки поверхностей бункеров

Рисунок 4a

Построение развертки поверхностей бункеров

Рисунок 4б

Однако следует заметить, что ввиду больших погрешностей, которые получаются в последнем случае построения развертки, лучше пойти на уменьшение масштаба (но не менее 1:10) и выполнить, если возможно, построение развертки при доступной вершине конуса.

Натуральные длины образующих могут быть определены аналитически по формуле 1 и таблице (см. раздел «переход круга в прямоугольник»).

На рис. 5 приведен бункер корытообразной формы — параболический бункер.

Построение развертки поверхностей бункеров

Рисунок 5

Такие бункеры изготавливаются из стальных листов и применяются для кратковременного хранений сыпучих материалов при постепенном их расходовании. Выгрузка материала производится через люки, расположенные в донной части корыта. Один из таких люков изображен на рис. 5. Форма торцовой стенки имеет вид параболы, уравнение которой в функциональной зависимости х/b имеет вид:

Построение развертки поверхностей бункеров

Формула 3

Пользуясь вышеприведенным уравнением, можно построить контур торцовой стенки для раскроя материала. Для облегчения вычислительных операций ниже приводится таблица отношений y/h в зависимости от значений x/b:

x/b0,10,20,30,40,50,60,70,80,91,0
y/h0,0140,0560,1260,2080,3120,4320,5630,7040,8511,000
Читайте так же:
Технология каркасного домостроения пошаговая инструкция

По данным этой таблицы и построен контур стенки на рис.6

Построение развертки поверхностей бункеров

Рисунок 6

На рис.7 дан графический прием построения очертания стенки по заданным b и h.

Построение развертки поверхностей бункеров

Рисунок 7

Уравнение контура стенки может быть представлено в виде разности двух функций
(ф-ла 4). Уравнение (ф-ла 5) — уравнение параболы второго порядка, а уравнение (ф-ла 6) представляет собой уравнение кубической параболы. Вершины обеих парабол расположены в начале координат.

Для построения одной ветви параболы 2-го порядка определяют ординату её крайней точки (точка А): при x = b y’a = 3/2 h. Затем отрезки ОВ = b и ВА = 3/2 h делят на одинаковое число равных частей, например на четыре части, и нумеруют точки согласно рис. 7.

Вершину 0 соединяют с точками делений отрезка АВ, а из точек делений отрезка ОВ проводят прямые, параллельные оси OY. Пересечением одинаково занумерованных лучей определяют ряд точек параболы.

Для удобства построения правую ветвь кубической параболы располагают ниже оси ОХ, т.е. строят её по уравнению y’’ = — h/2(x/b)3. Вначале так же определяют ординату её крайней точки С при x = b; y’’ = — h/2. Затем на отрезке ВС = h/2, как на диаметре, строят полуокружность и этот отрезок делят на то же число равных частей, на которое ранее был разделен отрезок ОВ, т.е. на четыре равных части. Точки делений I, II и III переносят на полуокружность, проводя дуги из цента В. Из полученных точек I1, II1 и III1 опускают перпендикуляры на ВС и точки 1, 2, и 3 соединяют с точкой О. В пересечении этих лучей с прямыми, проведенными через точки 1, 2 и 3 отрезка ОВ параллельно оси OY, получают точки кубической параболы.

Построение развертки поверхностей бункеров

Рисунок 8

По разности (алгебраической) ординат построенных двух кривых строят искомую кривую. Вторая ветвь её строится аналогичным образом. Для построений развертки боковой поверхности бункера (рис. 8), которая будет представлять прямоугольник размером s х l, необходимо определить s, т.е. длину параболы. Она может быть определена по формуле s = kb.

Ниже приведены значения коэффициента k для наиболее употребительных отношений h/b.

h/b2/33/47/81/16/54/33/2
k2,45992,56612,73302,91443,22263,43813,7163

Длина кривой s может быть приблизительно построена графически, путем замены небольших её отрезков прямыми. Для уменьшения ошибки следует брать отрезки кривой, мало отличающиеся по длине от стягивающих хорд.

Итак, имея длину бункера l и определив размер s, строят развертку его боковой поверхности (рис.8). На развертке нанесено отверстие одного из разгрузочных люков, изображенного на рис. 5. Его построение ясно из чертежа.

Коэффициенты трения и угол естественного откоса некоторых сыпучих материалов

МатериалУгол естественного откоса, °Коэффициент тренияПлотность, т/мsup>3Объемная масса в рыхлом насыпном состоянии, т/м 3Размер частиц, мм
внутреннийпо сталипо деревупо резине
Гипс строительный400,58 — 0,820,61 — 0,780,70 — 0,822,50,8 — 0,90,02
Глина порошковая350,84 — 1,000,75 — 1,001,6 — 2,01,0 — 1,50,1
Известь порошковая430,56 — 0,70,350,41,3 — 1,40,5 — 0,70,1
Известняк молотый0,57 — 1,260,56 — 1,000,70,662,730,9 — 1,20,49
Зола сухая40 — 450,84 — 1,20,60 — 0,851,02,5 — 3,00,6 — 0,80,04
Кремний порошковый35 — 450,57 — 0,840,32 — 0,840,46 — 0,562,651,150,25
Минеральный порошок2,530,95 — 1,20,05
Мел порошкообразный450,811,8 — 2,70,95 — 1,20,3
Цемент40 — 500,50 — 0,840,30 — 0,650,3 — 0,40,612,8 — 3,20,8 — 1,2max 0,09
Сода кальционированная43 — 450,71 — 1,020,3 — 0,70,480,44 — 0,682,530,55 — 0,80max 0,04
Керамзит35 — 400,25 — 1,00,1 — 2,0
Песок40 — 450,80,80,562,5 — 2,91,5 — 1,70,1 — 1,0
Сухая цементно-песчаная смесь40 — 500,02 — 2,5

По материалам:
«Технические развертки изделий из листового металла» Н.Н. Высоцкая 1968 г. «Машиностроение»

Угол внутреннего трения. Таблицы?

В результатах изысканий лишь значения плотности и влажности, гранулометрический состав. Есть ли таблица какая-нибудь, где по этим показателям можно хотя бы примерно найти угол внутреннего трения.

И еще — угол естественного откоса для песков есть угол внутреннего трения или они находятся в какой-то зависимости?

pbykov
Посмотреть профиль
Найти ещё сообщения от pbykov

Геотехника. Теория и практика

pbykov
Посмотреть профиль
Найти ещё сообщения от pbykov
SoftSoil
Посмотреть профиль
Найти ещё сообщения от SoftSoil
piratos
Посмотреть профиль
Найти ещё сообщения от piratos
тоннельщик
Посмотреть профиль
Найти ещё сообщения от тоннельщик
piratos
Посмотреть профиль
Найти ещё сообщения от piratos

piratos, вообще, у вас характеристики должны быть определены технологами, с учетом того, что есть определенность с тем, что "на выходе". Сложности возникают, когда такой определенности нет (например, в части работы комбайнов и как они будут резать по факту — ожидают одно, а получается одна пыль и никто не отвечает когда это изменится и изменится ли). Не раз бывало, что просто лабораторию сменили и прочности минимум в два раза подскочили. Весьма печально наблюдать на добыче, когда годами какой-нибудь ГОК по такой фигне проектировался.

Мне с углем работать не доводилось и я вам назвал значения по памяти, которые когда-то видел в справочниках или диссертациях "попутно". В настольной литературе у меня по углям (за исключением "в массиве") никаких данных нет.
Но могу подсказать, что какие-то значения гарантированно есть как минимум в:
1. Руководстве по расчету бункеров.
2. СП 43 (трение по поверхности).
3. СП 359.

тоннельщик
Посмотреть профиль
Найти ещё сообщения от тоннельщик

piratos, вообще, у вас характеристики должны быть определены технологами, с учетом того, что есть определенность с тем, что "на выходе". Сложности возникают, когда такой определенности нет (например, в части работы комбайнов и как они будут резать по факту — ожидают одно, а получается одна пыль и никто не отвечает когда это изменится и изменится ли). Не раз бывало, что просто лабораторию сменили и прочности минимум в два раза подскочили. Весьма печально наблюдать на добыче, когда годами какой-нибудь ГОК по такой фигне проектировался.

Мне с углем работать не доводилось и я вам назвал значения по памяти, которые когда-то видел в справочниках или диссертациях "попутно". В настольной литературе у меня по углям (за исключением "в массиве") никаких данных нет.
Но могу подсказать, что какие-то значения гарантированно есть как минимум в:
1. Руководстве по расчету бункеров.
2. СП 43 (трение по поверхности).
3. СП 359.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию