Изучение условий конусообразования сыпучих тел

Описание

Сыпучие тела часто используются в различных технологических процессах, в промышленности и сельском хозяйстве. Сыпучие материалы могут образовывать холм. Из математического решения задачи об образовании конического холма следует, что на образование угла должен влиять только коэффициент трения между частицами.

Цель

Изучить влияние разных факторов на процесс образования холма.

Задачи

Сконструировать экспериментальную установку и выяснить, как влияют на формирование конуса характеристики гранул (размер и масса), высота, с которой насыпают холм, диаметр воронки.

Методы исследования:

• теоретический расчёт;
• конструирование;
• проведение экспериментов;
• анализ результатов при помощи фотографирования и компьютерной обработки фотоснимков.

Выводы             

Было установлено, что угол между основанием и боковой поверхностью конуса:

− не зависит от массы частиц вещества;

− зависит от свойств вещества: размера крупинок, силы трения между ними и образования или не образования структуры; чем больше размер крупинок, тем меньше угол конуса;

− зависит от высоты закрепления воронки на штативе из-за увеличения разброса частиц; чем выше закреплён штатив, тем меньше угол конуса;

− зависит от диаметра воронки из-за увеличения разброса частиц и увеличения скорости высыпания тела; чем больше диаметр воронки, тем меньше угол конуса;

− зависит от влажности сыпучего тела; чем выше влажность, тем меньше угол конуса.

Результаты

Полученные в работе результаты могут быть использованы в инженерной геодинамике при изучении причин и условий возникновения оползневых процессов.

Перспективы развития работы

1.      Провести несколько экспериментов с неоднородными по составу и/или влажности сыпучими телами. Так можно будет максимально приблизить условия эксперимента к реальным условиям образования оползней.

2.      Увеличить объём выборки за счёт увеличения количества экспериментов.