Opracowanie układu doświadczalnego do pomiaru współczynnika restytucji w warunkach próżni

Summary

Współczynnik restytucji to parametr opisujący utratę energii kinetycznej podczas zderzenia. W tym przypadku opracowano układ swobodnego spadania w warunkach próżni, aby móc określić parametr współczynnika restytucji dla cząstek w zakresie mikrometrów o dużych prędkościach uderzenia.

Abstract

Metoda elementów dyskretnych jest używana do symulacji układów cząstek stałych, do ich opisywania i analizowania, przewidywania, a następnie optymalizacji ich zachowania dla pojedynczych etapów procesu lub nawet całego procesu. Do symulacji z występującymi kontaktami cząstka-cząstka i cząstka-ściana wymagana jest wartość współczynnika restytucji. Można to określić doświadczalnie. Współczynnik restytucji zależy od kilku parametrów, takich jak prędkość uderzenia. Szczególnie w przypadku drobnych cząstek prędkość uderzenia zależy od ciśnienia powietrza, a pod ciśnieniem atmosferycznym nie można osiągnąć wysokich prędkości uderzenia. W tym celu opracowano nową konfigurację eksperymentalną do testów swobodnego spadania w warunkach próżni. Współczynnik restytucji jest określany na podstawie prędkości uderzenia i odbicia, które są wykrywane przez szybką kamerę. Aby nie zasłaniać widoku, komora próżniowa wykonana jest ze szkła. Skonstruowano również nowy mechanizm uwalniający, który upuszcza pojedynczą cząstkę w warunkach próżni. Dzięki temu wszystkie właściwości cząstki można wcześniej scharakteryzować.

Introduction

Proszki i granulki są wszędzie wokół nas. Życie bez nich jest niemożliwe we współczesnych społeczeństwach. Pojawiają się w żywności i napojach jako ziarna, a nawet mąka, cukier, kawa i kakao. Są potrzebne do codziennych przedmiotów, takich jak toner do drukarki laserowej. Nie wyobrażamy sobie bez nich również przemysłu tworzyw sztucznych, ponieważ plastik jest transportowany w postaci granulatu, zanim zostanie stopiony i otrzyma nowy kształt. Po Ennis i wsp.^{Co najmniej} 40% wartości dodanej do indeksu cen konsumpcyjnych Stanów Zjednoczonych Ameryki przez przemysł chemiczny (rolnictwo, żywność, farmaceutyki, minerały, amunicja) jest związane z techno....

Protocol

1. Eksperymenty z cząstkami grubszymi lub równymi 700 μm

1. Przygotowanie układu eksperymentalnego
   1. Zdejmij tuleję i podnieś górną pokrywę komory próżniowej. Umieść płytę bazową składającą się z żądanego materiału ścianki w komorze próżniowej. Obróć dolną część komory próżniowej na bok, aby ostrożnie wsunąć płytkę ręcznie.
   2. Umieść dokładnie jedną z cząstek, które mają być badane, za pomocą pęsety na środku płytki podstawowej. Następnie wyreguluj wysokość aparatu za pomocą statywu w taki sposób, aby płytka bazowa znajdowała się w najniższej ćwiartce pola widzenia i skup się na cząstce.
   3. Usuń cząstkę za pomocą pęsety.
   ....

Results

Do analizy cząstki szkła o średnicy od 100 μm do 4,0 mm zostały zrzucone z początkowej wysokości 200 mm na płytę bazową ze stali nierdzewnej o grubości 20 mm.

Rysunek 6 pokazuje średnie wartości, jak również maksymalne i minimalne wartości dla COR w zależności od wielkości cząstek dla ciśnienia atmosferycznego i próżni. Przyjmuje się, że średnia wartość COR wynosi około e = 0,9 dla cząstek większych lub.......

Discussion

Aby ogólnie zweryfikować funkcjonalność układu eksperymentalnego, przeprowadza się testy z podobnymi kombinacjami materiałów, jak w innych ustalonych konfiguracjach (Antonyuk i wsp.⁵ oraz Wong i wsp.¹³) zostały wykonane. Ponieważ uzyskano bardzo podobne wyniki, ogólna procedura wydaje się działać. Niemniej jednak należy zachować ostrożność w stosunku do tej procedury, a konieczna jest analiza i dalsze ulepszenia.

Głównym ograniczeniem konfiguracji eksper.......

Materials

List of materials used in this article

Name	Company	Catalog Number	Comments
Szybki aparat fotograficzny Olympus i-SPEED 3	Olympus		Szybki aparat do uchwycenia uderzenia cząstek
Ekran Olympus i-SPEED CDU	Olympus		Ekran do pracy z szybką kamerą
Źródło światła Olympus ILP-2	Olympus		Źródło światła niezbędne do nagrywania filmów z dużą liczbą klatek na sekundę
Pompa próżniowa Alcatel Pascale 2005 D	Alcatel		Pompa próżniowa do wytwarzania próżni podczas eksperymentów
Wakuometr Alcatel CFA 212	Alcatel		Wakuometr do pomiaru poziomu próżni
Pakiet oprogramowania i-SPEED (wersja kontrolna)	Oprogramowanie Olympus		do oceny filmów
Koraliki szklane	Sigmund Lindner GmbH		SiLibeads Typ P (0,700, 1,588, 2,381, 2,780, 3,680, 4,000 mm) SiLibeads Typ S (0,1-0,2, 0,2-0,3, 0,3-0,4  mm) http://www.sigmund-lindner.com (więcej informacji na temat właściwości szkła można znaleźć na stronie internetowej dostawcy)
Okulary