Разработка экспериментальной установки для измерения коэффициента восстановления в условиях вакуума

1Industrial Process Engineering, University of Technology of Compiègne, 2Institute for Particle Technology, Technische Universität Braunschweig
Published 3/29/2016
0 Comments
  CITE THIS  SHARE 
Engineering

Your institution must subscribe to JoVE's Engineering section to access this content.

Fill out the form below to receive a free trial or learn more about access:

Welcome!

Enter your email below to get your free 10 minute trial to JoVE!





By clicking "Submit", you agree to our policies.

 

Summary

Коэффициент восстановления является параметром, который описывает потерю кинетической энергии при столкновении. Здесь, установка свободного падения в условиях вакуума разработан, чтобы иметь возможность определить коэффициент параметра реституционной для частиц в диапазоне микрометра с высокими скоростями удара.

Cite this Article

Copy Citation

Drücker, S., Krautstrunk, I., Paulick, M., Saleh, K., Morgeneyer, M., Kwade, A. Development of an Experimental Setup for the Measurement of the Coefficient of Restitution under Vacuum Conditions. J. Vis. Exp. (109), e53299, doi:10.3791/53299 (2016).

Please note that all translations are automatically generated.

Click here for the english version. For other languages click here.

Abstract

Дискретный элемент метод используется для моделирования систем в виде частиц для описания и анализа их, чтобы предсказать, а затем оптимизировать свое поведение для отдельных этапов процесса или даже всего процесса. Для моделирования с происходящий между частицами и частицами стенные контакты, значение коэффициента восстановления требуется. Она может быть определена экспериментально. Коэффициент восстановления зависит от нескольких параметров, таких как скорость удара. Специально для мелких частиц скорость удара зависит от давления воздуха и при атмосферном давлении высокие скорости удара не может быть достигнута. Для этого, новая экспериментальная установка для испытаний свободного падения в условиях вакуума развивается. Коэффициент восстановления определяется с ударной и отскока скорости, которые детектируются камерой с высокой скоростью. Для того, чтобы не препятствовать зрения, вакуумная камера изготовлена ​​из стекла. Кроме того, новый спусковой механизм, чтобы бросить одну частицу под вакуумомусловия строится. В связи с этим, все свойства частицы могут быть охарактеризованы заранее.

Introduction

Порошки и гранулы повсюду вокруг нас. Жизнь без них невозможно в современных обществах. Они появляются в продуктах питания и напитков, как зерно или даже мука, сахар, кофе и какао. Они необходимы для ежедневных используемых объектов, таких как тонер для лазерного принтера. Кроме того, пластиковая промышленность не мыслимые без них, так как пластик транспортируется в гранулированном виде, прежде чем он плавится и дал новую форму. После того, как Эннис и др. 1 , по крайней мере 40% от добавленной стоимости к индексу потребительских цен в Соединенных Штатах Америки в химической промышленности (сельское хозяйство, пищевая промышленность, фармацевтика, минералы, боеприпасов) связано с технологией частиц. Nedderman 2 даже указано , что около 50% (вес) продуктов и минимум 75% сырья являются гранулированные твердые вещества в химической промышленности. Он также заявил, что возникают многие проблемы, касающиеся хранения и транспортировки сыпучих материалов. Одним из них является то, что во время транспортировки и handliнг многие столкновения происходят. Для анализа, описания и предсказать поведение системы в виде частиц, дискретный элемент Метод (DEM) моделирование может быть выполнено. Для этого моделирования знаний о поведении столкновений системы частиц необходимо. Параметр, который описывает это поведение в DEM моделирования является коэффициент восстановления (COR), который должен быть определен в экспериментах.

ПСЗ это число , которое характеризует потерю кинетической энергии при ударе , как описано Seifried и др. 3. Они объяснили, что это вызвано пластических деформаций, распространения волн и вязкоупругих явлений. Торнтон и Нин 4 также отметил , что некоторое количество энергии может быть рассеяна работы за счет взаимодействия адгезии. ПСЗ зависит от скорости удара, поведение материала, размер частиц, форма, шероховатость, содержание влаги, адгезионные свойства и температуры , как указано в Антонюк и др. 5. Для completelу упругого удара вся поглощенная энергия возвращается после столкновения с тем, что относительная скорость между контактными партнерами равны перед и после удара. Это приводит к COR е = 1. В течение идеально пластического воздействия поглощается вся начальная кинетическая энергия и контактные партнеры слипаются , что приводит к COR е = 0. Кроме того, Güttler и др. 6 объяснил , что есть два типы столкновений. С одной стороны, есть столкновение между двумя сферами, который также известен как контакт частица-частица. С другой стороны, существует столкновение между сферой и пластиной, которая также называется частица-стенка контактная. С данными для COR и других свойств материала , как коэффициент трения, плотность, коэффициент и модуль сдвига DEM моделирования Пуассона могут быть выполнены , чтобы определить послестолкновительных скорости и ориентации частиц , как объяснено Bharadwaj и др. 7. Как шоWn в Антонюк и др. 5, ПСЗ можно рассчитать с отношением скорости отскока к скорость удара.

Поэтому была построена экспериментальная установка для свободного падения тесты для изучения частиц стенки контакта частиц с диаметром от 0,1 мм до 4 мм. Преимущество свободного падения экспериментов по сравнению с ускоренными экспериментами как в Fu и др. 8 и Зоммерфельда и Huber 9 является то , что вращение может быть устранено. Следовательно, передача между вращательным и поступательным кинетической энергии, которая влияет на COR можно избежать. Частицы Асферические должны быть отмечены как в Ферстер и др. , 10 или Лоренц и др. 11 , чтобы принять во внимание вращение. Поскольку COR зависит от скорости удара, скорости удара в экспериментах должны соответствовать те, в реальных и подъемно-транспортных процессов. В опытах свободного падения при атмосферном давлении, скорость удара ограниченаот силы сопротивления, оказывает все большее влияние для уменьшения размера частиц. Чтобы преодолеть этот недостаток, экспериментальная установка работает в условиях вакуума. Вторая задача состоит в том, чтобы отбросить только одну отдельную частицу с тех пор можно охарактеризовать все свойства, которые влияют на COR заранее, для поверхности экземпляра шероховатости и сцепления. С этим знанием, ПСЗ может быть определена в соответствии со свойствами частицы. Для этого был разработан новый механизм высвобождения. Другой проблемой является адгезионные силы порошков с диаметром нижней до 400 мкм. Таким образом, сухая и окружающая температура окружающей среды необходимо преодолеть адгезию.

Экспериментальная установка состоит из нескольких частей. Внешний вид существующей экспериментальной установки показана на рисунке 1. Во- первых, есть вакуумная камера , которая сделана из стекла. Она состоит из нижней части (цилиндра), верхнюю крышку, уплотнительное кольцо и втулку для подключениячасти. Нижняя часть имеет два отверстия для соединения с вакуумным насосом и вакуумметром. Верхняя крышка имеет четыре отверстия. Два из них необходимы для шашек спускового механизма, описанного ниже, а также два, которые могут быть использованы для дальнейшего улучшения эксперимента. Все эти отверстия могут быть закрыты с уплотнительными кольцами и винтовыми пробками при работе в условиях вакуума.

Кроме того, новый механизм высвобождения был разработан , так как использование вакуумного сопла , как и во многих других экспериментах , документированных в литературе (например , Ферстер и др. 10, Лоренц и др. 11, Fu и др. 12 или Wong и др. 13) не представляется возможным в вакуумной среде. Механизм реализуется с помощью цилиндрической камеры с коническим шпура, которая удерживается с помощью пластины. Это связано с палочкой, которая помещается в одном из уплотнительных колец верхней крышки вакуумной камеры и гарантирует регулировку variabле начальная высота для экспериментов свободного падения. Шкала обращается на палку для измерения высоты. Закрытие камеры дл частиц реализуется с помощью конического наконечника пипетки, который снова подключен к палке. Новый механизм высвобождения можно видеть на фиг.2 и работает , как описано здесь: в начальном состоянии кончик пипетки проталкивается вниз так, чтобы длина окружности наконечника касается края просверленного отверстия палаты. Камера закрыта с наконечником пипетки таким образом, что нет места для частицы покинуть камеру через отверстие. Чтобы освободить частицу, клюшка тянут вверх очень медленно вместе с наконечником, подключенного к нему. По мере того как диаметр наконечника становится меньше зазор между его окружности и краем шпура возникает, через которую частица может покинуть камеру. Хотя можно было бы ожидать вращение частицы с новым механизмом высвобождения как частица могла ролла 'из Чамбер, различное поведение появляется в экспериментах. На рисунке 3 показано влияние несферической частицы от 50 кадров до 50 кадров в после удара с шагом 25 кадров. Из формы частицы вращение не видно до удара (1-3), тогда как после этого он явно закручивает (4-5). Поэтому заявленное не-вращательный выпуск происходит с этим спусковым механизмом.

Другим компонентом экспериментальной установки является опорная плита. На самом деле существует три различных вида опорных плит, состоящих из различных материалов. Один изготовлен из нержавеющей стали, второй из алюминия и треть из поливинилхлорида (ПВХ). Эти опорные плиты представляют собой часто используемые материалы в технологических процессах, например, в реакторах и труб.

Для определения скорости удара и отскока, используется высокоскоростная камера с 10000 кадров в секунду и разрешением 528 х 396 пикселей. Эта конфигурация выбирается так как всегдаодна картина вблизи воздействия, а также разрешение по-прежнему удовлетворительным. Камера подключается к экрану, который показывает видео в тот момент, когда они записаны. Это необходимо, потому что высокая скорость камера может сохранять только ограниченное количество фотографий и переписывает начало видео, когда эта сумма превышена. Кроме того, сильный источник света для освещения поля зрения камеры высокоскоростного требуется. Для единообразия освещения лист бумаги технического рисунка наклеивается на обратной стороне вакуумной камеры, которая распространяется свет.

Наконец, двухступенчатый роторный насос используется для создания вакуума 0,1 мбар и вакуумметр измеряет вакуум, чтобы гарантировать постоянные условия окружающей среды.

Для здесь представленные работы стеклянные шарики разного диаметра частиц (0,1-0,2, 0,2-0,3, 0,3-0,4, 0,700, 1,588, 2,381, 2,780, 3.680 и 4.000 мм) используются. Шарики сделаны из натронной известистекла и имеют сферическую форму с довольно гладкой поверхностью.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

1. Эксперименты с частицами грубее или равным 700 мкм

  1. Подготовка экспериментальной установки
    1. Снимите втулку и поднимите верхнюю крышку вакуумной камеры. Поместите опорную плиту, состоящую из нужного материала стенки в вакуумной камере. Поверните нижнюю часть вакуумной камеры в сторону, чтобы скользить в тарелку, осторожно руками.
    2. Место точно одна из частиц, которые будут рассмотрены с помощью пинцета в центре опорной плиты. После регулировки высоты камеры со штатива таким образом, что опорная плита находится в самом низком квартале поля зрения и фокус на частицу.
    3. Удалите частицы с помощью пинцета.
  2. Экспериментальная процедура
    1. Высоту камеры дл частиц таким образом, что достигается желаемая скорость удара частицы. Используйте шкалу на палке, прикрепленной к удерживающей пластине как индикатор высоты. Закройте камеру дл частиц скончик пипетки, толкая его вниз так, что окружность пипеткой касается края шпура палаты. Откройте втулку и поднимите верхнюю крышку вакуумной камеры.
    2. Положите одну сферу в камере частиц с помощью пинцета. Сфера может быть твердым или жидким наполнителем (как в Louge и др. , 14), в зависимости от того , какие частицы должны быть проанализированы. Тем не менее, в данной работе рассматриваются только твердые частицы. Поместите верхнюю крышку на нижней части вакуумной камеры (цилиндра) и соединить верхнюю крышку и нижнюю часть вакуумной камеры с втулкой.
    3. Вакуумирование камеры с вакуумным насосом до уровня 0,1 мбар (или любого другого желаемого значения) пока не будет достигнута. Измерьте давление с вакуумметром. Закройте клапан на стороне вакуумной камеры и выключите вакуумный насос. Носите защитные очки при работе в условиях вакуума.
    4. Применить частоту кадров 10000 кадров в секунду и настроить параметры камеры (постулироватьион / зум), чтобы получить разрешение 528 х 396 пикселей. Начните запись камеры высокоскоростного и открыть отверстие камеры дл частиц, чтобы освободить частицу. Одновременно потянуть и вращать ручку, прикрепленную к кончика пипетки, чтобы избежать проблем скачкообразного из-за высокого трения между палкой и уплотнительным кольцом.
    5. Остановить запись камеры непосредственно после удара, потому что только ограниченное количество фотографий могут быть сохранены и первые из них будут перезаписаны, когда этот предел превышен. Вырезать фильм вокруг момент удара на экране и сохранить его на карте памяти.
    6. Повторите эксперимент десять раз для получения статистически значимых результатов. Результаты являются статистически значимыми, если после десяти повторений, среднее значение не изменяется больше (это может быть различным для других материалов в зависимости от однородности образца или других форм частиц).
  3. Процедура оценки
    1. Калибровка программного обеспечения с ноуп размер частицы или другого объекта, используя один кадр видео, сделанные в шаге 1.2.4, чтобы получить преобразование между пикселей и расстояний. Используйте горизонтальный диаметр, как это не размыты из-за движения частицы.
      1. Подсчитайте количество пикселей горизонтального диаметра, а затем разделить на известное расстояние по количеству пикселей, чтобы получить коэффициент преобразования 'расстояние на пиксель. Изображение процесса калибровки показан на рисунке 4.
    2. Установить опорную точку движения на верхней части сферы десять кадров до и один кадр до удара для расчета скорости удара. На рисунке 5 представлены две опорные точки движения. С помощью коэффициента преобразования из шага 1.3.1, используйте количество пикселей между двумя точками, чтобы получить пройденное расстояние. Разделить расстояние по пройденному времени (произведение количества кадров и временного шага), чтобы получить скорость в момент удара.
    3. Установить опорную точкудвижение на верхней части сферы одного кадра после и десять кадров после воздействия вычислить скорость отскока. Определить скорость отскока аналогично этапу 1.3.2.
    4. Вычислить COR как отношение скорости отскока к скорости удара.
    5. Повторите шаги 1.3.1-1.3.4 для оценки всех записанных тестов падение видео.

2. Эксперименты с порошками Файнер или равным 400 мкм

  1. Подготовка экспериментальной установки
    1. Снимите втулку и поднимите верхнюю крышку вакуумной камеры. Поместите опорную плиту, состоящую из нужного материала стенки в вакуумной камере. Поверните нижнюю часть вакуумной камеры в сторону, чтобы скользить в тарелку, осторожно руками.
    2. Поместите адекватный эталонный объект, такой как частицы с известным размером в центре опорной плиты с помощью пинцета. После регулировки высоты камеры со штатива таким образом, что опорная плита находится в самом низком кварталевизуального поля и эталонный объект.
    3. Запишите короткое видео эталонного объекта, когда он лежит на опорной плите с точно такими же параметрами, как и в последующих экспериментах.
    4. Удалите эталонный объект с помощью пинцета.
  2. Экспериментальная процедура
    1. Высоту камеры дл частиц таким образом, что достигается желаемая скорость удара частицы. Используйте шкалу на палке, прикрепленной к удерживающей пластине как индикатор высоты. Закройте камеру дл частиц с кончиком пипетки, толкая его вниз таким образом, чтобы длина окружности пипеткой касается края просверленного отверстия палаты. Откройте втулку и поднимите верхнюю крышку вакуумной камеры.
    2. Помещенный от 50 до 100 сфер в камере частиц. Для руководства сферы в камеру частицы, депонировать их сначала на сложенный лист бумаги. Используйте сложенную бумагу в виде канавки, чтобы скользить частицы в камеру. Поместите верхнюю крышку на тон нижней части вакуумной камеры (цилиндра) и соединить верхнюю крышку и нижнюю часть вакуумной камеры с втулкой.
    3. Вакуумирование камеры с вакуумным насосом до уровня 0,1 мбар (или любого другого желаемого значения) пока не будет достигнута. Измерьте давление с вакуумметром. Закройте клапан на стороне вакуумной камеры и выключите вакуумный насос. Носите защитные очки при работе в условиях вакуума.
    4. Начните запись камеры высокоскоростной с 10000 кадров в секунду и разрешением 528 х 396 пикселей и открыть отверстие камеры дл частиц, чтобы освободить частицы. Одновременно потянуть и вращать ручку, прикрепленную к кончика пипетки, чтобы избежать проблем скачкообразного из-за высокого трения между палкой и уплотнительным кольцом. Вытащите очень медленно, чтобы не допустить, чтобы все частицы падать в то же время.
    5. Остановить запись камеры 5 до 6 секунд после удара первой частицы, поскольку только ограниченное количество снимков может быть сохранена и пихтай из них будут перезаписаны, когда этот предел превышен. Вырезать фильм на экране таким образом, что по меньшей мере 10 четко сориентированы воздействие частиц являются видимыми и сохранить его на карте памяти.
  3. Процедура оценки
    1. Калибровка программного обеспечения с известным размером эталонного объекта из видео шага 2.1.3, чтобы получить преобразование между пикселей и расстояний. Подсчитайте число пикселей размер эталонного объекта, а затем разделить известное расстояние на число пикселей, чтобы получить коэффициент преобразования 'расстояние на пиксель.
    2. Установить опорную точку движения на верхней части первой четко ориентированной сферы в видео десять кадров до и один кадр до удара для расчета скорости удара. Вычислить скорость удара аналогично этапу 1.3.2 вместе с коэффициентом преобразования с шага 2.3.1.
    3. Установить опорную точку движения на верхней части первой четко ориентированной сферы одного кадра после того, как и десять кадров на кормеэр влияние рассчитать скорость отскока. Вычислить скорость отскока аналогично этапу 2.3.2.
    4. Вычислить COR как отношение скорости отскока к скорости удара.
    5. Повторите шаги 2.3.2-2.3.3 для оценки воздействия еще девять четко сфокусированной сфер.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

Для анализа частиц стекла диаметром от 100 мкм до 4,0 мм сбрасывались с начальной высотой 200 мм на основании из нержавеющей стали толщиной 20 мм.

На рисунке 6 показаны средние значения, а также максимальные и минимальные значения для COR в зависимости от размера частиц для атмосферного давления и вакуума. Среднее значение ПСЗ оказывается приблизительно е = 0,9 для частиц больше или равно не зависит от давления воздуха 700 мкм.

Для частиц с диаметром менее 400 мкм ПСЗ остается почти постоянным при значении е = 0,9 в условиях вакуума. При атмосферном давлении ПСЗ уменьшается с уменьшением диаметра частиц. Причиной этого может быть то, что воздух перед частицей сжимается во время свободного падения WhICH приводит к своего рода подушкой, которая демпфирует столкновение, поглощает кинетическую энергию и благодаря тому, что приводит к более низкому COR. В обоих случаях отклонения выше, чем для более крупных частиц. Объяснение этому может быть то, что мелкие частицы только имели размер несколько пикселей в видео. Поэтому ошибка из-за выбора пикселей в размытой картинке интенсивно.

Результаты для скорости удара в зависимости от размера частиц при атмосферном давлении и в вакууме, представлены на рисунке 7. Для скорости удара средние величины, максимальное и минимальное показаны. Среднее значение скорости удара оценивается примерно с V I = 2 мс -1 для частиц более 700 мкм независимо от давления воздуха. появляется исключение для частиц диаметром 700 мкм, где скорость удара значительно ниже, в условиях вакуума идаже чуть-чуть больше, при атмосферном давлении. Для диаметра частиц уменьшается, как ожидается, убывающая скорость удара при атмосферном давлении. В отличие от этого, скорость удара должна оставаться такой же в условиях вакуума. Имея более близкий взгляд на метод оценки можно видеть, что для частиц с диаметром 700 мкм проводиться калибровка для преобразования между пикселями и расстояний отличается, что для более крупных частиц. Отношение пикселей на миллиметр, значительно выше, что приводит к более низких скоростях. Причиной ложной калибровки может быть, что камера не может правильно распознать форму мелких частиц. Используя ту же стандартизированный калибровки, как и для более крупных частиц скорости ударной вязкости являются еще примерно в том же диапазоне и выпадающие могут быть устранены.

Для получения порошков с диаметром нижней до 400 мкм, скорость удара уменьшаетсязначительно с диаметром частиц уменьшается при атмосферном давлении. Равновесие сил трения воздуха и силы тяжести, а также скорость осаждения, достигается ранее для более мелких частиц. В отличие от этого, скорость удара в условиях вакуума практически постоянна и для порошков. Это доказывает теорию бесконечно ускоряющего частицы, когда нет воздуха, что может привести к силе сопротивления и из-за того, что равновесие сил никогда не достигается. Он также указывает на необходимость в условиях вакуума и, следовательно, также недавно разработанный механизм высвобождения для достижения высоких скоростей удара с мелкими частицами. В этих опытах лишь незначительное снижение скорости удара узнаваем, что можно объяснить тем фактом, что было достигнуто только вакуум 0,1 мбар, которое не является идеальным вакуум. Гораздо более высокие отклонения для частиц со средним диаметром 0,113 мм происходит как влияние ошибки из-за выбора пикселей в блurred картина выше для более низких скоростей.

Рисунок 1
Рисунок 1. Внешний вид вакуумной камеры. На этом рисунке показана вакуумная камера со стороны. Можно видеть нижнюю часть с двумя отверстиями для соединения с вакуумным насосом и вакуумметром. Кроме того, верхняя крышка с четырьмя отверстиями с уплотнительными кольцами и винтовыми пробками открыты. Уплотнительное кольцо находится между нижней частью и верхней частью. Рукав был снят на этой фотографии. Пожалуйста , нажмите здесь , чтобы посмотреть увеличенную версию этой фигуры.

фигура 2
Рисунок 2. Механизм выпуска с камерой частиц и кончиком пипетки. Этот показатель описывает вновь developed Спусковой механизм для вакуумных экспериментов. Во-первых, пластина держит цилиндрическую камеру с коническим шпура можно увидеть. Кроме того, две палочки для регулировки переменной начальной высоты и соединения с коническим наконечником пипетки представлены. Пожалуйста , нажмите здесь , чтобы посмотреть увеличенную версию этой фигуры.

Рисунок 3
Рисунок 3. Non-вращательных релиз. На этом рисунке показана серия фотографий асферической частицы из 50 (1) и 25 кадров (2) до удара, а также на воздействие (3) и на 25 (4) и 50 (5) кадры после удара. Идентичный форма частицы до удара показывает освобождение без вращения. Пожалуйста , клиск здесь, чтобы посмотреть большую версию этой фигуры.

Рисунок 4
Рисунок 4. Калибровка программного обеспечения. Эта цифра показывает частицу от видео записанного свободного падения эксперимента. Красная линия представляет размер частицы и охватывает количество пикселей , необходимых для расчета коэффициента преобразования. Пожалуйста , нажмите здесь , чтобы посмотреть увеличенную версию этой фигуры.

Рисунок 5
Рисунок 5. Исходная точка движения. Эта цифра представляет собой частицу в видео записанного свободного падения эксперимента. Две красные кресты иллюстрируют две опорные точки движения на верхней части сферы в соответствующей рамке: верхний ONе в десять кадров до удара, а нижний на одном кадре до столкновения. Расстояние между двумя точками используется для расчета скорости удара частицы. Пожалуйста , нажмите здесь , чтобы посмотреть увеличенную версию этой фигуры.

Рисунок 6
Рисунок 6. Влияние размера частиц и давления воздуха на COR. На этом рисунке показаны средние значения, а также максимальные и минимальные значения с погрешностями для COR в зависимости от размера частиц. Синие алмазы представляют результаты для экспериментов при атмосферном давлении, тогда как оранжевые круги показывают результаты экспериментов в условиях вакуума. Стеклянные частицы были понижены на опорной плите из нержавеющей стали с начальной высотой 200 мм. Каждая точка данных представляет собой среднее значение десяти repetitiДополнения эксперимента. Пожалуйста , нажмите здесь , чтобы посмотреть увеличенную версию этой фигуры.

Рисунок 7
Рисунок 7. Влияние размера частиц и давления воздуха на скорости удара. На этом рисунке показаны средние значения скорости удара в зависимости от размера частиц. При этом максимальные и минимальные значения, изображенные погрешностями представлены. Заполненные голубые бриллианты демонстрируют результаты экспериментов при атмосферном давлении, тогда как заполненные оранжевые круги для отображения результатов экспериментов в условиях вакуума. Пустой алмаз и пустой круг иллюстрируют выпадающих из-за проблем калибровки. В опытах частицы стекла были понижены на опорной плите из нержавеющей стали с начальной высотой 200 мм. Каждая точка данных представляет собой среднее значениеиз десяти повторений эксперимента. Пожалуйста , нажмите здесь , чтобы посмотреть увеличенную версию этой фигуры.

Рисунок 8
Рисунок 8. Будущее экспериментальной установки. На этом рисунке показана экспериментальная установка в будущем , чтобы минимизировать нестабильность камеры частиц во время выпуска. Автоматизированная установка с палкой руководствуясь втулками, а также провода для подключения флешки к двигателю через два шкивов показан. Также отображается рамка. Пожалуйста , нажмите здесь , чтобы посмотреть увеличенную версию этой фигуры.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
High-speed camera Olympus i-SPEED 3 Olympus High-speed camera to capture the particle impact
Screen Olympus i-SPEED CDU Olympus Screen to work with the high-speed camera
Light source Olympus ILP-2 Olympus Light source necessary for taking videos at high frame rates
Vacuum pump Alcatel Pascale 2005 D Alcatel Vacuum pump to generate the vacuum during the experiments
Vacuum gauge Alcatel CFA 212 Alcatel Vacuum gauge to measure the vacuum level
i-SPEED Software Suite (Control version) Olympus Software to evaluate the videos
Glass beads Sigmund Lindner GmbH SiLibeads Type P (0.700, 1.588, 2.381, 2.780, 3.680, 4.000 mm)
SiLibeads Type S (0.1-0.2, 0.2-0.3, 0.3-0.4 mm)
http://www.sigmund-lindner.com (see supplier's website for more information about the glass properties)
Safety goggles

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Ennis, B. J., Green, J., Davies, R. The legacy of neglect. U.S. Chem. Eng. Prog. 90, (4), 32-43 (1994).
  2. Nedderman, R. M. Statics and Kinematics of Granular Materials. Cambridge University Press. Cambridge. (1992).
  3. Seifried, R., Schiehlen, W., Eberhard, P. Numerical and experimental evaluation of the coefficient of restitution for repeated impacts. Int. J. Impact Eng. 32, 508-524 (2005).
  4. Thornton, C., Ning, Z. A theoretical model for the stick/bounce behaviour of adhesive, elastic-plastic spheres. Powder Technol. 99, 154-162 (1998).
  5. Antonyuk, S., et al. Energy absorption during compression and impact of dry elastic-plastic spherical granules. Granul. Matter. 12, 15-47 (2010).
  6. Güttler, C., Heißelmann, D., Blum, J., Krijt, S. Normal Collisions of Spheres: A Literature Survey on Available Experiments. arXIV. (2012).
  7. Bharadwaj, R., Smith, C., Hancock, B. C. The coefficient of restitution of some pharmaceutical tablets/compacts. Int. J. Pharm. 402, 50-56 (2010).
  8. Fu, J., Adams, M. J., Reynolds, G. K., Salman, A. D., Hounslowa, M. J. Impact deformation and rebound of wet granules. Powder Technol. 140, 248-257 (2004).
  9. Sommerfeld, M., Huber, N. Experimental analysis and modelling of particle-wall collisions. Int. J. Multiphas. Flow. 25, 1457-1489 (1999).
  10. Foerster, S. F., Louge, M. Y., Chang, H., Allia, K. Measurements of the collision properties of small spheres. Phys. Fluids. 6, (3), 1108-1115 (1994).
  11. Lorenz, A., Tuozzolo, C., Louge, M. Y. Measurements of Impact Properties of Small, Nearly Spherical Particles. Exp. Mech. 37, (3), 292-298 (1997).
  12. Fu, J., Adams, M. J., Reynolds, G. K., Salman, A. D., Hounslowa, M. J. Impact deformation and rebound of wet granules. Powder Technol. 140, 248-257 (2004).
  13. Wong, C. X., Daniel, M. C., Rongong, J. A. Energy dissipation prediction of particle dampers. J. Sound Vib. 319, 91-118 (2009).
  14. Louge, M. Y., Tuozzolo, C., Lorenz, A. On binary impacts of small liquid-filled shells. Phys. Fluids. 9, 3670-3677 (1997).

Comments

0 Comments


    Post a Question / Comment / Request

    You must be signed in to post a comment. Please or create an account.

    Video Stats