진공 조건에서 반발 계수의 측정을위한 실험 장치 개발

분말 및 과립은 우리 주변 어디에나있다. 그없는 생활은 현대 사회에서 불가능하다. 그들은 곡물 또는 밀가루, 설탕, 커피, 코코아 등의 음식과 음료에 나타납니다. 그들은 레이저 프린터 토너 등 매일 사용하는 개체에 대해 필요합니다. 이 용융 새로운 형태를 부여하기 전에 플라스틱이 세분화 된 형태로 전송되기 때문에 또한 플라스틱 산업은 그들없이 상상할 수 없습니다. 값 에니스 외. ⁽¹⁾ 40 % 이상이 화학 산업 (농업, 식품, 의약품, 미네랄, 탄)가 미국의 소비자 가격 인덱스에 추가 한 후 입자 기술에 접속된다. ^{Nedderman이 심지어} 제품 원재료의 75 % 이상 약 50 % (중량)은 화학 산업에서 과립 고체임을 밝혔다. 그는 또한 세분화 된 자료의 저장 및 운송에 관한 많은 문제가 발생할 수 있음을 선언했다. 이 중 하나는 수송 및 하역장 중에 있음이다NG 많은 충돌이 일어난다. 분석 기술하고 미립자 시스템의 동작을 예측하는 이산 요소법 (DEM) 시뮬레이션을 행할 수있다. 입자 계의 충돌 동작이 시뮬레이션의 지식이 필요하다. DEM 시뮬레이션에서이 문제를 설명하는 매개 변수는 실험에서 결정되어야 손해 배상 (COR)의 계수이다.

COR 처리는 Seifried 등에 의해 기술 된 바와 같이 충돌시에 운동 에너지의 손실을 특징 숫자이다. ^3. 그들은이는 플라스틱 변형, 전파 및 점탄성 현상에 의해 발생 설명했다. 손튼과 닝 ^4는 또한 일부 에너지가 부착 인터페이스로 인해 작업에 의해 방출 될 수 있음을 언급했다. Antonyuk 등에 명시된 바와 같이 COR은 충돌 속도, 재료 행동, 입자의 크기, 형상, 거칠기, 수분 함량, 접착 성 및 온도에 따라 달라집니다. ^5. completel에 대한접촉 파트너 사이의 상대 속도는 이전과 충돌 후에 동일하도록 Y 탄성 충격 흡수 에너지는 모두 충돌 후 리턴된다. 이 모든 초기 운동 에너지가 흡수되어 완벽하게 플라스틱에 미치는 영향 동안 전자 = 1의 COR에 이르게과 접촉 파트너 전자의 COR에 이르게 함께 스틱 = 0은 또한, 게걸 장이 등. ^(6)이 있다는 설명이 충돌의 유형. 한편, 또한 입자 간 접촉으로 알려진 두 분야 사이의 충돌이 존재한다. 한편, 구형 입자도 벽 접촉이라고 플레이트 사이의 충돌이 존재한다. 상기 COR에 대한 데이터 및 계수와 같은 다른 재료 특성과 마찰, 밀도, 포아송 비 및 전단 계수 DEM 시뮬레이션으로 Bharadwaj 등. ^(7)에 의해 설명 입자의 사후 충돌하는 속도와 방향을 결정하기 위해 수행 할 수 있습니다. 웃음으로WN에서 Antonyuk 외. ^(5), COR은 속도에 영향을 회복 속도의 비율로 계산 될 수있다.

따라서 자유 낙하 테스트 4 mm, 0.1 mm의 직경을 갖는 입자의 벽 연락처를 조사하기위한 실험 장치를 제작 하였다. 푸 등. ^(8)과 좀머 펠트 및 후버 ^9와 가속 실험에 비해 자유 낙하 실험의 이점은 회전이 제거 될 수 있다는 것이다. 따라서, COR 영향을 회전 및 병진 운동 에너지의 전달을 피할 수있다. 비구면 입자는 푀르 스터 등. ¹⁰ 로렌스 등과 같이 표시 될 필요가있다. ⁽¹¹⁾ 계정으로 회전을 할 수 있습니다. COR 처리가 충돌 속도에 따라 같이, 실험에 영향 속도는 실시간 전송 및 처리 과정의 것과 일치해야한다. 대기압 하에서 자유 낙하 실험에서, 충돌 속도는 한정항력으로 감소하는 입자 크기의 증가의 영향을 갖는. 이러한 단점을 극복하기 위해, 실험 장치는 진공 조건 하에서 작동한다. 두 번째 과제는 다음 예를 표면 거칠기 및 접착, 미리 COR에 영향을 미치는 모든 속성을 특성화 할 수 있기 때문에 하나의 단일 입자를 드롭하는 것입니다. 이 기술에 의해, COR은 입자의 특성에 따라 결정될 수있다. 이를 위해 새로운 분리 장치가 개발되었다. 또 다른 문제는 400 μm의 하부 직경을 갖는 분말의 접착력이다. 따라서, 건조하고 상온 환경 접착력을 극복하는 것이 필요하다.

실험 장치는 여러 부분으로 구성되어 있습니다. 기존의 실험 장치의 외관은 그림 1과 같다. 첫째, 유리로 만든되는 진공 챔버가있다. 이것은 하부 (실린더)로 구성되어, 상부 커버, 시일 링 및 슬리브가 연결하는부분. 하부는 진공 펌프 및 진공 게이지와 연결하기위한 두 개의 개구부를 갖는다. 상단 커버는 네 개의 구멍이있다. 이들 두 실험의 추가 개선을 위해 사용될 수있다 또한 두 후술하는 릴리스기구 스틱 필요하다. 이러한 모든 개구는 시일 링과 나사 캡 진공 조건에서 작동하는 폐쇄 할 수 있습니다.

또한, 새로운 릴리스 메커니즘은 문헌에 많은 실험과 진공 노즐의 이용 이후 개발되었다 (예를 들면, 푀르 스터 등. ^10, 로렌스 등. ¹¹ 푸 외. ¹² 웡 외. ¹³⁾ 진공 환경에서 불가능하다. 메커니즘은 플레이트에 의해 유지되는 원추형 드릴 구멍이있는 실린더 실에 의해 실현된다. 이것은 진공 챔버의 상부 커버의 밀봉 링 중 하나에 적합하고 variab의 조정을 보장 막대기에 접속되고자유 낙하 실험을 위해 제작 초기 높이입니다. 스케일은 높이를 측정하기위한 스틱에 그려집니다. 입자 챔버의 폐쇄는 다시 스틱에 연결된 피펫 원뿔형 선단에 의해 구현된다. 여기에 설명 된대로 새로운 릴리스 메커니즘은도 2에 보이고 작동 될 수 선단의 외주 챔버의 드릴 구멍의 가장자리에 접촉하도록 초기 상태에서는 피펫 팁 아래로 가압된다. 챔버는 입자가 구멍을 통해 실을 떠날를위한 공간이 없도록 피펫 팁으로 폐쇄된다. 입자를 분리하기 위해, 스틱에 연결된 끝 매우 느리게 함께 위쪽으로 당겨진다. 팁의 직경은 작아지고있다로서의 원주 드릴 구멍의 가장자리 사이의 간격은 입자가 챔버를 떠날 수있는 생긴다. 하나는 참 중 입자 수 '롤'등 새로 개발 된 분리 장치와 입자의 회전을 기대할 수 있지만BER, 다른 동작은 실험에 나타납니다. (3) 25 프레임의 단계에 영향 후 50 프레임 이전에 50 프레임에서 비구면 입자의 영향을 보여줍니다. 입자의 모양에서 더 회전에 미치는 영향 (1-3) 반면, 나중에는 분명히 회전 (4-5) 전에 볼 수 없습니다. 따라서 청구 비 회전 버전이 릴리스기구가 일어나고있다.

실험 장치의 또 다른 구성 요소는베이스 플레이트입니다. 실제로 다른 재료로 이루어진 바닥 판의 세 가지 종류가있다. 하나는, 스테인레스 스틸, 알루미늄 제 및 폴리 염화 비닐 제 (PVC)로 이루어진다. 이 바닥 판은 원자로 및 튜브 예를 들면 공정 공학에서 자주 사용되는 재료를 나타냅니다.

충격 및 회복 속도를 결정하기 만 FPS와 고속 카메라 528 X 396 픽셀의 해상도가 사용된다. 항상 존재하는 한이 구성 선택하나 충격에 가까운 영상과도 분해능은 여전히​​ 양호하다. 카메라들은 촬영 된 순간의 영상을 표시하는 스크린에 연결된다. 고속 카메라와 전용 화상의 제한된 양을 저장하고,이 양을 초과 할 때 비디오의 시작 부분을 덮어 수 있기 때문에 필요하다. 또한, 고속 카메라의 시야를 조명하기위한 강한 광원이 필요하다. 조명의 균일 성을 위해 기술 도면 용지 광 확산 진공 챔버의이면에 접착된다.

마지막 두 단계 로터리 베인 펌프는 0.1 밀리바의 진공 및 진공 게이지 측정 일정한 환경 조건을 보장하기 위해 진공을 설정하는 데 사용된다.

다른 입자 직경 (0.1-0.2, 0.2-0.3, 0.3-0.4, 0.700, 1.588, 2.381, 2.780, 3.680와 4.000 mm)로 여기에 제시된 작업 유리 구슬에 사용됩니다. 구슬은 소다 석회로 만들어진다유리와는 다소 매끄러운 표면을 가진 구형.