固定漏斗法與休止角測量儀測定方法的理論探討

 

    將漏斗固定于坐標紙(紙放置于水平臺上)上方一定高度,從漏斗加入物料直到形成的堆積圓錐頂部與漏斗底部剛好接觸,測定圓錐直徑,以漏斗底高度與圓錐半徑比作為正切值計算休止角。

 

二、休止角測量儀測定

 

    休止角測量儀工作過程如下:通過觀察水平儀,調節高度調節螺絲使載料板保持水平,此時,物料由漏斗加入,在載料板上形成堆積半圓錐(即??物料),當堆積圓錐達到適當高度后,由量角器指針對準圓錐一邊的堆積坡度線,平視讀數即得休止角。完成測量后,用刷子清除物料,繼續做下一次測量。

 

三、對兩種測定方法的理論探討 

 

    本文所討論的兩種方法都屬于沖擊法。固定漏斗法測定結果存在除操作誤差之外的系統誤差,分析如下: 基于休止角的定義和適當的模型,可以對經典方法作出分析,同時也可以為更合理的測定方法提供參考。影響休止角大小的因素是復雜的,包括物料混合程度、顆粒大小、表面性質、荷電、濕度、堆積體的顆粒位置分布等。 實際操作過程中,固定漏斗法物料顆粒堆積情況(由于物料的沖擊造成的削峰現象和下滑過程的慣性作用引起的底邊非斜直現象),不是理想的圓錐形狀。

 

   如果按照休止角的定義,則對測量均值需要作一定的修正。其關系式如下:tgθ=h+δ/L-ε??=tgθ'+δ/L/1-ε/L

式中,tgθ表示實際休止角的正切值;h表示堆積圓錐的表觀高度;L表示堆積圓錐的表觀半徑;δ表示沖擊法引起的高度偏差;ε表示慣性作用引起的半徑偏差;tgθ'表示實測正切值。

 

   由上式可知,在常規測定方法下,實際的測定數值不等于定義的休止角數值,兩者之間存在有系統的偏差,其偏差程度取決于兩個實驗參數δ和ε的大小。實驗結果也基本支持了理論的預測,當L→∞時,tgθ=tgθ'。

 

   應該指出的是,按上述的定義所測量的休止角在實際操作過程中,應該為準靜態堆積形成的休止角,在實際操作過程,加入物料的速度應該非常緩慢。因為沖擊法測定休止角沖擊高度和休止角測定數值之間是有依賴關系的。有研究表明,在一定的沖擊高度下,角度測定數值與沖擊高度基本符合線性關系。