Dnes je 15.12. – svátek slaví Radana , Radan

Sypný úhel partikulárního materiálu

Zveřejněno: 8. 11. 2017

Sypká hmota je nedílnou součástí každodenního života. Potkáváme se s ní na každém kroku, manipulujeme s ní, skladujeme, balíme, třídíme a dokonce ji i konzumujeme. Abychom s touto látkou mohli provádět všechny vyjmenované operace, je třeba znát její mechanicko-fyzikální parametry. Na jejich základě jsme schopni navrhnout dopravní, úpravnické či skladovací procesy a zařízení. Při těžbě nerostných surovin většinou v první fázi dobývání skladujeme sypkou hmotu na volném prostranství a potřebujeme jeden ze základních údajů těžené sypké hmoty a to její sypný úhel.

Z tohoto parametru, množství materiálu a sypné hmotnosti jednoduše zjistíme základní matematikou, jak velkou plochu budeme pro uskladnění sypkého materiálu potřebovat. V laboratoři Centra sypkých hmot se měřením sypného úhlu zabývá tým odborníků, protože změřit správně tento úhel není zas tak jednoduché, jak by se na první pohled mohlo zdát. Je jasné, že každá hromada tvoří vůči podložce úhel a úhloměrem jej můžeme lehce změřit.

Měřící a validační stroj ZENEGERO

Pokud se problémem zabýváme hlouběji, zjistíme, že u stejného sypkého materiálu, můžeme pokaždé naměřit jiný sypný úhel hromady. Je to způsobeno například různou vlhkostí materiálu, nebo různým způsobem tvoření hromady a dalšími parametry, které vstupují do děje tvorby hromad. Jelikož se tyto podmínky mohou v průběhu měnit, je dobré znát procesy a zákony, kterými se sypká hmota řídí. V laboratoři Centra sypkých hmot ČR, byl k tomuto účelu navržen měřící a validační stroj ZENEGERO, který byl patentován. Na tomto stroji je možné zjistit sypný úhel statický i dynamický a ve spojení se simulačními metodami je možné dále zkoumat principy uspořádání a toku sypké hmoty a zjistit příčiny ovlivňující tvorbu hromad za různých podmínek například povětrnostních. Dále lze dle naměřeného reálného sypného úhlu nadefinovat materiál v simulaci metody DEM a testovat tento partikulární materiál v různých aplikacích a procesech.

Teoretická rovina tvorby hromad

Pokud se přeneseme do teoretické roviny tvorby hromad, narazíme v literatuře na známou definici ideální sypké hmoty a její geometrickou interpretaci. Už slovo ideální naznačuje, že je dobré v praxi hledat, nebo se přibližovat teoretickému ideálnímu stavu sypké hmoty, aby nám zařízení fungovala bez problému. Pan profesor Zegzulka nadefinoval tento matematický model ideální sypké hmoty a zjistil, že úhel svahu této hmoty je invariantní a vždy 30°. Dále nadefinoval 10 základních mechanismů, t.j. způsobů, jak jednotlivé částice mění svou polohu vůči okolním částečkám. To definuje, jak se mohou částice přemísťovat a v důsledku „téci” v zásobnících, nádobách, ale i při míchání, drcení, třídění, atd.

Praktické pokusy a simulačními výpočty

Tyto poznatky spojené s praktickými pokusy a simulačními výpočty, dávají návrhu zařízení a procesů nový rozměr. Tato inovace je v porozumění chování sypké hmoty, které zvyšuje pravděpodobnost funkčnosti nově navrženého, nebo optimalizovaného zařízení. Také umožňuje najít zcela nová řešení, která jsou pro další rozvoj technologii důležitá například v Průmyslu 4.0 v oblasti 3D tisku. Stále více lidí si uvědomuje, že zastoupení sypkých hmot je nejen na zemi dominantní. Jelikož je dle objevu pana profesora Zegzulky sypká hmota nové skupenství, můžeme se do budoucna těšit na další velký rozvoj tohoto oboru, zdokonalení měřicí techniky pro měření mechanicko -fyzikálních vlastností sypkých hmot a možná se i dočkáme, že se měření sypného úhlu a nové skupenství „sypká hmota” budou učit děti už na základních školách.

Autor: Ing. Daniel Gelnar, Ph.D.
Foto: Archiv autora

Nové

Budoucnost úklidových technologií má jméno COMAC. Mimořádně účinný zametač CS 140 T EU6 si poradí bez vody

Zveřejněno 14.12. Společnost MTM Tech s.r.o. uvádí na český trh dvě novinky předního výrobce úklidové techniky COMAC, které zcela jistě zaujmou odbornou i laickou veřejnost. Důvodem očekávaného zájmu je patentovaná technologie pro čištění komunikací TwinAction System… jít na článek

Dotační program na stavební techniku

Zveřejněno 13.12. Chystáte se pořídit novou stavební techniku anebo o těchto investicích uvažujete? Českomoravská záruční a rozvojová banka (ČMZRB) a Ministerstvo průmyslu a obchodu (MPO) nabízí dotační program na podporu rozvoje malých a středních podnikatelů. Řadě… jít na článek

Traktorbagr Cat 444F s úpravami, nad kterými zůstává rozum stát

Zveřejněno 11.12. Na konci roku jsme pro vás v časopise Stavební technika připravili hned několik novinek. Jednou z nich je nová rubrika Vaše technika, kde bychom rádi představovali zajímavé stroje našich čtenářů. První stroj, který vám dnes představíme, je rýpadlo… jít na článek