CN113029862A - 一种采用落体法测量粘湿物料的法向粘结强度的方法 - Google Patents

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赵啦啦
李伟
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Abstract

本发明公开一种采用落体法测量粘湿物料的法向粘结强度的方法，本发明可采取较少的设备即可对不同含液量的粘湿物料的法向粘结强度进行测量，其可适用于对各种粉体料进行测量，且其测量操作步骤简单便捷，测量物理量少，计算快速，测量误差小，有很广的应用背景。

Description

一种采用落体法测量粘湿物料的法向粘结强度的方法
技术领域
本发明涉及测量实验技术领域，尤其涉及一种落体法测量粘湿物料的法向粘结强度的方法。
背景技术
粘结强度是评价粘湿物料物理特性的一个重要指标，是化工、农业、药品、食品等处理粘湿物料的领域中重要的物理量，其数值大小对物料的堆积、流动、成型等行为有很大影响，测量粘结强度可以预知粘湿物料堆积的高低、流动的快慢、评价成型的稳定性等。粘结强度又分为法向粘结强度和切向粘结强度，其中法向粘结强度的影响远大于切向。落体法能快捷得出不同水分含量粘湿物料法向粘结强度的数值，所需测量设备少，步骤简单，计算快速，有很广的应用背景。
发明内容
因此，基于以上背景，本发明提供一种操作简单，所需设备少的落体法测量粘湿物料的法向粘结强度的方法。
本发明提供的技术方案为：
一种采用落体法测量粘湿物料的法向粘结强度的方法，其测量步骤如下：
S1：制备或选用具有一定含液量的粘湿物料；所述粘湿物料的含液量不能影响其成型，即是其含液量在物料的吸液饱和度以下；
S2：称取一定量的上述粘湿物料，将其采用可开合的长方体模具或用六块平板将其压制成长方体状的物料聚团；
S3：将S3物料聚团放置在具有一定高度的表面光滑的水平平台上，并移走模具，所述物料聚团的一侧面与所述水平平台的边缘对齐；
S4：用一平板向物料聚团的侧面施力，所述平板施力的侧面与步骤S3的侧面相对，以此将物料聚团从内侧缓慢向平台外推动，使得物料聚团一端逐渐悬空，直至断裂掉落；
S5：对掉落的物料进行称重，并对停留在水平平台上的剩余物料聚团的长度进行测量；
S6：计算粘湿物料的法向粘结强度。
进一步地，步骤S1中的粘湿物料的制备方法为：
称取一定质量的干物料(密度为ρ，质量为M)，喷洒一定质量的液体(m0)，快速的充分搅拌直至得到液体均匀分布的粘湿物料，其含液量为
Figure BDA0002964760610000011
进一步地，步骤S3中的侧面与其相对侧面之间的距离为长方体状的物料聚团的长度，根据断裂面上重力力矩和法向粘结力的力矩平衡，粘湿物料的法向粘结强度的计算公式为：
Figure BDA0002964760610000021
(其中m1为掉落物料的重量，g为重力加速度，a、b、c分别为物料聚团的长、宽、高，a1为停留在水平平台上物料聚团的长度)。
进一步地，步骤S1中的粘湿物料中的液体需分布均匀。
进一步地，步骤S1的粘湿物料的所含液体为水。
采取上述技术方案，具有的有益效果如下：
本发明可采取较少的设备即可对不同含液量的粘湿物料的法向粘结强度进行测量，其可适用于对各种粉体料进行测量，且其测量操作步骤简单便捷，测量物理量少，计算快速，有很广的应用背景。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的实施例1的可开合的长方体模具的结构示意图；
图2为本发明的实施例1的可开合的长方体模具的使用状态参考图；
图3为本发明实施例1的步骤S3的状态结构示意图；
图4为本发明实施例1的步骤S4后的状态照片；
图中：1-模具；2-第一侧板；3-第二侧板；4-顶板；5-底板；6-物料聚团；7-水平平台；8-地面。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
下面详细描述本发明的实施例，实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“内”、“外”、“竖向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，“第一特征”、“第二特征”可以包括一个或者更多个该特征。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。
下面结合附图对本发明做进一步说明。
实施例1：根据图1至图4所示的采用本发明的一种采用落体法测量粘湿物料的粘结强度的方法对不同含水量的粘湿煤粉的法向粘结强度进行测量，测量步骤如下：
S1：称取一定质量的干煤粉(密度为ρ，质量为M)，喷洒一定质量的水分(m0)，充分搅拌直至得到水分均匀分布的粘湿物料，其水分含量为
Figure BDA0002964760610000031
本实施例中所用干煤粉为粒径0.1-0.3mm的神木集团的煤颗粒，所调粘湿物料的含水量分别为9％、10％、11％、12％、13％。
S2：称取一定量的上述粘湿煤粉，将其采用可开合的长方体模具将其压制成长方体状的物料聚团6(见图3)；在此步骤中，物料在压制紧密或疏松对结果无影响，但需要物料密度均匀。所压制成的物料聚团6的长宽高则与模具内面的长宽高一致。
此步骤中所使用的模具的结构，参考图1与图2所示，所述长方体模具有2个相对面的第一侧板1、2个为相对面的第二侧板3、底板5、与所述底板5相对的顶板4，所述第一侧板1可沿着其与底板5相交线转动进行开合，所述第二侧板3可沿着其与底板5相交线转动进行开合，所述顶板4可移离；
S3：将S3物料聚团放置在具有一定高度的水平平台7上，将模具顶板4移离后，将模具1倒转后，放置在水平平台7上，所述物料聚团6的一侧面与所述水平平台的边缘对齐(参考图3)；
S4：用一平板向物料聚团的侧面施力，所述平板施力的侧面与步骤S3的侧面相对，以此将物料聚团从内侧缓慢向平台外推动，使得物料聚团一端逐渐悬空，直至断裂掉落至地面；(参考图3和图4)
S5：对掉落的物料进行称重，并对停留在水平平台上的剩余物料聚团的长度进行测量；
S6：计算粘湿物料的法向粘结强度。
步骤S3中的侧面与其相对侧面之间的距离为长方体状的物料聚团的长度a，根据断裂面上重力力矩和粘结力的力矩平衡，粘湿物料的法向粘结强度的计算公式为：
Figure BDA0002964760610000032
(其中m1为掉落物料的重量，g为重力加速度，a、b、c分别为物料聚团的长、宽、高，a1为停留在水平平台上物料聚团的长度)。
本实施例中，对每个含水量的煤粉分别采用本发明对其进行8次重复实验。
本实施例的测量结果见表2。
表2：不同含水量粘湿煤粉的法向粘结强度的实验结果
含水量(％) 9 10 11 12 13
法向粘结强度(KPa/m<sup>2</sup>) 650.27 725.75 980.83 1089.10 1135.97
相对误差(％) 5.31 3.86 1.82 2.13 2.60
备注：表2的法向粘结强度为8次测量实验结果的平均值，即为真实值；相对误差为每次实验测量值与真实值相减的误差，然后对8此误差取平均，再除以真实值得到。
以上对本发明及其实施方式进行了描述，这种描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。总而言之如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种采用落体法测量粘湿物料的法向粘结强度的方法，其特征在于，
其测量步骤如下：
S1：制备或选用具有一定含液量的粘湿物料；所述粘湿物料的含液量不能影响其成型；
S2：称取一定量的上述粘湿物料，将其采用可开合的长方体模具或用六块平板将其压制成长方体状的物料聚团；
S3：将S3物料聚团放置在具有一定高度的表面光滑的水平平台上，并移走模具，所述物料聚团的一侧面与所述水平平台的边缘对齐；
S4：用一平板向物料聚团的侧面施力，所述平板施力的侧面与步骤S3的侧面相对，以此将物料聚团从内侧缓慢向平台外推动，使得物料聚团一端逐渐悬空，直至断裂掉落；
S5：对掉落的物料进行称重，并对停留在水平平台上的剩余物料聚团的长度进行测量；
S6：计算粘湿物料的法向粘结强度。
2.根据权利要求1所述的一种采用落体法测量粘湿物料的法向粘结强度的方法，其特征在于，步骤S3中的侧面与其相对侧面之间的距离为长方体状的物料聚团的长度，根据断裂面上重力力矩和法向粘结力的力矩平衡，粘湿物料的法向粘结强度的计算公式为：
Figure FDA0002964760600000011
(其中m1为掉落物料的重量，g为重力加速度，a、b、c分别为物料聚团的长、宽、高，a1为停留在水平平台上物料聚团的长度)。
3.根据权利要求1所述的一种采用落体法测量粘湿物料的法向粘结强度的方法，其特征在于，步骤S1中的粘湿物料中的液体需分布均匀。
4.根据权利要求1所述的一种采用落体法测量粘湿物料的法向粘结强度的方法，其特征在于，步骤S1的粘湿物料的所含液体为水。
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