Физические основы измерений. Мордасов Д.М - 11 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТГТУ | Тамбов

Составители: 

Рубрика: 

Сыпучие материалы характеризуются насыпной (объемной) плотностью и плотностью материала частиц, знание
которых необходимо при проектировании различного оборудования, при расчетах сыпучести, веса хранящегося
продукта и др.
Насыпная плотность представляет собой массу материала в единице занимаемого им объема. Она зависит от
размера и материала частиц сыпучего материала, влажности, плотности укладки частиц. Плотность материала частиц
определяется как отношение массы вещества к занимаемому им объему и разделяется на объемную, кажущуюся и
истинную.
Под объемной плотностью частиц СМ понимают среднюю плотность частиц материала, объем которых включает
в себя закрытые и открытые поры.
Часто частицы СМ, полученные в результате различных технологических процессов, имеют закрытые поры, из
которых удалить газ не представляется возможным без использования процесса измельчения частиц. Плотность таких
частиц соответствует кажущейся плотности. Таким образом, кажущаяся плотность частиц СМ – масса единицы объема
частиц, включая и объем закрытых пор.
Если сыпучий материал получен путем измельчения монолита, кристаллизации, то плотность материала частиц
совпадает с истинной плотностью, т.е. плотностью частиц без пустот.
Измерение объемов пористых и сыпучих веществ, не допускающих смачивания в какой-либо жидкости, является
сложной экспериментальной задачей, поскольку обычные методы измерений объемов – метод гидростатического
взвешивания и пикнометрический – неприменимы. В связи с этим, для определения объемов сыпучих материалов
применяют методы, основанные на законе Бойля-Мариотта, при реализации которых используют камеры с известным
объемом для сжатия воздуха и различные устройства для измерения давления воздуха в них. При изотермическом
процессе изменения объема газа выражение для определения плотности будет иметь вид [1]
()
12
2
PPV
mP
−
=ρ
,
где Р
1
, Р
2
– абсолютные давления газа в измерительной емкости до и после помещения в нее контролируемого
материала.
Из уравнения видно, что для определения плотности необходимо предварительное измерение объема V, после
чего находится масса m, по которым судят о плотности.
При реализации различных методов измерения плотности часто наиболее предпочтительным является
использование времени как информативного параметра по той причине, что этот параметр может быть измерен,
зафиксирован и преобразован простыми техническими средствами с более высокой точностью, чем сигналы другой
природы, например давление или расход. Измерения, при проведении которых получают сигнал во временной форме,
называют пневмодинамическими.
Метод измерения кажущейся плотности частиц СМ, как совокупность приемов сравнения измеряемой физической величины с ее
единицей в соответствии с реализованным принципом измерения, состоит в следующем.
Газ через дроссели с проводимостями α (рис. 5) под действием постоянного перепада давления, равного
,
в1вх
mkP =∆ поступает в емкость 1 с объемом V
1
, заполненным контролируемым веществом, объем частиц которого
равен V
в
, и в пустую емкость 2 с объемом V
2
= V
1
. При поступлении газа в емкости 1 и 2 происходит изменение
давления в них. Время изменения давления, регистрируемое устройством 3, от значения Р
1
до Р
2
будет различным, так,
Рис. 5 Схема устройства для реализации метода измерения
плотности частиц СМ
2
3
1
α α
G G
V
∆
t
V
в

Страницы