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固定漏斗法与休止角测量仪测定方法的理论探讨

发布时间:2017-10-11   点击次数:639次
 一、固定漏斗法测定 
 
    将漏斗固定于坐标纸(纸放置于水平台上)上方一定高度,从漏斗加入物料直到形成的堆积圆锥顶部与漏斗底部刚好接触,测定圆锥直径,以漏斗底高度与圆锥半径比作为正切值计算休止角。
 
二、休止角测量仪测定
 
    休止角测量仪工作过程如下:通过观察水平仪,调节高度调节螺丝使载料板保持水平,此时,物料由漏斗加入,在载料板上形成堆积半圆锥(即物料),当堆积圆锥达到适当高度后,由量角器指针对准圆锥一边的堆积坡度线,平视读数即得休止角。完成测量后,用刷子清除物料,继续做下一次测量。
 
三、对两种测定方法的理论探讨 
 
    本文所讨论的两种方法都属于冲击法。固定漏斗法测定结果存在除操作误差之外的系统误差,分析如下: 基于休止角的定义和适当的模型,可以对经典方法作出分析,同时也可以为更合理的测定方法提供参考。影响休止角大小的因素是复杂的,包括物料混合程度、颗粒大小、表面性质、荷电、湿度、堆积体的颗粒位置分布等。 实际操作过程中,固定漏斗法物料颗粒堆积情况(由于物料的冲击造成的削峰现象和下滑过程的惯性作用引起的底边非斜直现象),不是理想的圆锥形状。
 
   如果按照休止角的定义,则对测量均值需要作一定的修正。其关系式如下:tgθ=h+δ/L-ε=tgθ'+δ/L/1-ε/L
式中,tgθ表示实际休止角的正切值;h表示堆积圆锥的表观高度;L表示堆积圆锥的表观半径;δ表示冲击法引起的高度偏差;ε表示惯性作用引起的半径偏差;tgθ'表示实测正切值。
 
   由上式可知,在常规测定方法下,实际的测定数值不等于定义的休止角数值,两者之间存在有系统的偏差,其偏差程度取决于两个实验参数δ和ε的大小。实验结果也基本支持了理论的预测,当L→∞时,tgθ=tgθ'。
 
   应该指出的是,按上述的定义所测量的休止角在实际操作过程中,应该为准静态堆积形成的休止角,在实际操作过程,加入物料的速度应该非常缓慢。因为冲击法测定休止角冲击高度和休止角测定数值之间是有依赖关系的。有研究表明,在一定的冲击高度下,角度测定数值与冲击高度基本符合线性关系。

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