Что такое насыпная плотность?
Насыпная плотность — это масса сыпучего материала, делённая на весь занимаемый объём, включая пустоты между частицами. Истинная плотность или плотность частиц характеризует вещество отдельных частиц и является другим свойством. Для ёмкости, ленты, шнека или смесителя обычно важен полный занимаемый объём, поэтому эти понятия нельзя заменять друг другом.
Основная формула: ρb = m / V. Здесь m — чистая масса после вычитания тары, V — объём в определённом состоянии заполнения. Указывайте единицы, например кг/м³ или т/м³. Одной формулы недостаточно: распределение частиц, влажность, аэрация, высота засыпки, вибрация и время выдержки способны изменить результат для одного материала.
Свободное, уплотнённое и рабочее состояние
Свободную плотность получают при заполнении ёмкости заданным способом без намеренного уплотнения. Для уплотнённой плотности применяют определённую последовательность постукиваний или вибрации. ASTM D7481 описывает свободную и утряскую плотность в мерном цилиндре для порошков и гранул в своей области применения; такой масштаб и условия не подходят автоматически каждому материалу.
В силосе, бункере или питателе материал сжимается массой верхних слоёв. Поэтому ASTM D6683 рассматривает плотность как функцию сжимающего напряжения. Начальная плотность тонкого аэрируемого порошка может заметно отличаться от значения под нагрузкой. Одна табличная цифра или испытание в небольшом сосуде не обязательно представляет большой силос. Метод выбирают под конкретный вопрос проекта.
Как спланировать измерение?
Сначала определите цель: объём мешка, производительность конвейера, объём партии смесителя или нагрузка в хранилище? Выберите стандарт для материала и отрасли либо валидированную лабораторную методику. Представительная проба должна отражать рабочую влажность, гранулометрический состав и температуру. Отбор только доступной мелочи или крупных частиц искажает результат.
Запишите объём и форму сосуда, устройство заполнения, высоту падения, способ выравнивания, число ударов либо приложенное напряжение, выдержку и внешние условия. Определите тару, заполните сосуд по методике, найдите чистую массу и разделите её на заданный объём. Сделайте несколько повторов и сообщите среднее и разброс. Не прижимайте, не встряхивайте и не аэрируйте материал, если это не предусмотрено методом.
Простой пример расчёта
Только для иллюстрации: чистая масса пробы, свободно занимающей 20 литров, равна 12,0 кг. Поскольку 20 л = 0,020 м³, свободная насыпная плотность составляет 12,0 / 0,020 = 600 кг/м³. Если после стандартизованной утряски объём той же пробы равен 17 литрам, результат составляет около 706 кг/м³. Эти цифры не являются производительностью или гарантией оборудования İnovate.
Теоретический объём 3.000 кг составит 5,0 м³ по свободному значению и около 4,25 м³ по уплотнённому. Поэтому вопрос «600 или 706?» неполон без состояния и метода. При проектировании также учитывают рабочее заполнение, текучесть, коэффициенты запаса и реальные условия; одного деления недостаточно для выбора машины.
Влияние на конвейеры, элеваторы и смесители
Ленточный и шнековый конвейеры, а также ковшовый элеватор прежде всего переносят объёмный поток. Для перевода массового расхода в объёмный нужна измеренная плотность: м³/ч = кг/ч ÷ кг/м³. KWS также указывает точную насыпную плотность как основу такого пересчёта для шнековых конвейеров. Заниженная плотность увеличивает объём той же массы; завышенная делает требуемый объём меньше реального.
Для ленточного смесителя массу партии переводят в объём по насыпной плотности; ROSS также учитывает объём партии и плотность при спецификации. Но свободная загрузка, осадка в процессе и аэрация при смешивании могут быть разными состояниями. Передавайте вместе с названием материала состояние измерения и надёжный диапазон.
Что включить в проектные данные?
Укажите материал и партию, место и дату отбора, влажность, температуру и гранулометрический состав, стандарт или внутренний метод, свободное, утряское или нагруженное состояние, объём сосуда, число повторов, среднее и разброс. По возможности дайте надёжный диапазон для разных рабочих условий. Не выдавайте значение из интернет-таблицы за измеренный результат.
Не берите пробу, проникая к движущейся ленте, открытому шнеку или за ограждение. Используйте предусмотренные точки и процедуру предприятия. Если при очистке, устранении затора или обслуживании возможен контакт с опасной энергией, соблюдайте инструкции изготовителя и процедуру изоляции и блокировки. Статья не является инструкцией по эксплуатации.
Источники
Источники проверены в дату публикации статьи. Это общие технические материалы, а не подтверждение характеристик оборудования İnovate.
