Мерная таблица сыпучих продуктов: в ложках и стаканах – Bene Gusto

Содержание

Мерная таблица продуктов

Сколько соли в столовой ложке, сколько сахара в чайной ложке, яйцо сколько весит?

А сколько муки в стакане?
Как быстро найти ответы на эти и подобные вопросы? Не всегда под рукой находятся весы. Как же определить какое количество продуктов надо взять по рецепту?

Очевидно надо измерять, а не взвешивать. Значит под рукой должна быть мерная таблица.

Сахар, соль и другие продукты. Содержание в граммах.
Продукты стакан

250 гр

ст.

л.

ч.

л.

1 шт.
Вода 250 18 5
Ликер 20 7
Мед 350 28 7
Сода пищевая 200 28 12
Кислота лимон. крист. 25 8
Сахарный песок 200 25 10
Сахарная пудра 190 25 7-8
Соль 325 30 10
Уксус 250 15 5
Соевый соус 21 7
Желатин /листик/ 2,5
Желатин порошок 15 5
Сыпучие продукты. Содержание в граммах
Продукты стакан

250 гр

ст.

л.

ч.

л.

1 шт.
Дрожжи сухие
12 4
Крахмал 160 30 10
Разрыхлитель 15 5
Мука пшеничная 160 25 10
Мука картофельная 200 30 10
Сухари молотые 125 15 5
Крупа гречневая 210
25
7
Крупа «Геркулес» 90 12 6
Крупа манная 200 25 8
Крупа перловая 230 25 8
Крупа ячневая 180 20 8
Рис 230 25 19
Саго 180 20 7
Пшено 220 25 8
Фасоль 220 30 10
Горох нелущеный 200
Горох лущеный 230 25 10
Чечевица 210
Толокно 140
Мак 155 15 5
Толченые орехи 120 20 6-7
Хлопья кукурузные 50 17 2
Хлопья овсяные 100 14 4
Арахис очищенный 175 25 8
Фундук орех /средн. / 160 30 10
Миндаль /ядро/ 160 30 10
Грецкие орехи 165 30 10
Кедровые орехи 140 10 4
Семечки подсолнуха 170 25 8
Тыквенные семечки 125 20 7
Мак 155 15 5
Изюм 190 25 7
Какао 20 10
Горчица 4
Перец душистый 4,5
Перец красн. молотый 1,5
Перец черный молотый 5,5
Гвоздика молотая 3
Гвоздика немолотая 4
Жиры, молочные продукты, яйца. Содержание в граммах.
Продукты стакан

250 гр

ст.

л.

ч.

л.

1 шт.
Масло животное топленое 245 20 5
Масло сливочное 210 40 15
Масло растительное
230
20
Маргарин топленый 14 5
Майонез 25 8
Сало топленое 12
Смалец нерастопленный 230 60
Смалец растопленный 200 40
Молоко цельное 250 20 5
Молоко сгущенное 30 12
Молоко сухое 120 20 5
Сливки 250 14 5
Сметана 250 25 10
Сыр тертый 90 8
Яйца 45-65
Яичный белок 30
Яичный желток 20
Овощи. Содержание в граммах.
Продукты стакан

250 гр

ст.

ложка

чайн.

ложка

1 шт.
Морковь средняя 75
Баклажан 200
Картофель средний 100
Лук средний 75
Огурец средний 100
Томат-паста 30 10
Томат-пюре 220 25 8
Петрушка /станд. пучок/ 40-50
Плоды и ягоды. Содержание в граммах.
Продукты стакан

250 гр

стол.

ложка

чайн.

ложка

1 шт.
Лимон 50-70
Ежевика 190 30
Брусника 140 20
Вишня 190 30 17
Земляника 150 25
Клубника 150 25
Клюква 145 25
Крыжовник 210
Малина 150 25
Смородина красная 175 30 10
Смородина черная 155 25 8
Черника 200
Шиповник сухой 20 6
Примерное содержание пряностей в 1 грамме.
Лавровый лист среднего размера 7 штук
Гвоздика 12 штук
Перец горький 30 штук
Перец душистый 15 штук

Мерная таблица продуктов в мл, в граммах, стаканах, в ложках

Мы собрали для Вас, самую большую мерную таблицу продуктов для кухни во всей сети. В этой статье собрана мерная таблица продуктов из разных источников. Выведено оптимальное значение для каждого продукта питания. Многие значения мы проверяли сами! Чтобы убедиться, что значения действительно верные. В каждой из мерных таблиц единицы измерения приведены граммах.

Мерная таблица продуктов в ложках и стаканах для кухни

Использование мерной таблицы, облегчает измерение продуктов для приготовления блюда по рецепту. Особенно, если у Вас нет под рукой весов, мерных ложек и мерных стаканов. Но на каждой кухне найдется обычный стакан 250 ml, столовая ложка и чайная ложка. К такой мерной утвари можно привыкнуть. И в дальнейшем будет даже очень удобно и быстро отмерять в ложках или стаканах. Если Вы так никогда не делали, то рекомендуем попробовать. Очень удобно!

Нужно знать: в нашей таблице все значения верны. Если допущена опечатка  или ошибка, просьба подробно опишите ошибку и напишите нам. Для того, чтобы мерная таблица продуктов и все значения в ней были верными, нужно насыпать продукт или материал в стакан до краев, а ложки наполнять с горкой.

На сайте доступна новая мерная таблица жидкостей! Пользуйтесь ее если нужна узнать о единицах измерений жидкостей.

Мерная таблица мука, крупа, хлопья (содержание в граммах)

Название продуктаСтакан /250 мл/ (граненый стакан до краев)Столовая ложкаЧайная ложка
Пшеничная мука1603010
Картофельная мука2003010
Манная крупа200208
Гречка крупа210258
Рисовая крупа230258
Перловая крупа230258
Ячменная крупа230258
Пшенная крупа220258
Фасоль2203010
Кукурузные хлопья50172
Овсяные хлопья100144
Пшеничные хлопья6092
Картофельный крахмал2303010
Кукурузная мука1603010
Сухари молотые125155
Толокно140

Внимание: не утрамбовывайте  стакан после того, как наполнили его. При утрамбовки вес в граммах значительно увеличится!

Мерная таблица молоко, молочные продукты, жиры (содержание в граммах)

Название продуктаСтакан /250 мл/ (граненый стакан до краев) Столовая ложка Чайная ложка
Молоко250185
Сухое молоко120205
Сгущенное молоко3012
Сметана 30%2502511
Сметана 10%250209
Сливки 20%250185
Творог / жир /175
Творог /не жир/175
Тертый сыр100185
Кефир250185
Простокваша250185
Йогурт250185
Ряженка250185
Пахта250185
Кумыс250185
Сливочное масло2010
Топленое масло245175
Свиной жир2010
Маргарин2010
Растительное масло240145
Майонез230154
Уксус столовый250155
Томатная паста3010
Вода250155
Варенье3253515
Соевый соус320217
Ликер207

Внимание: все наливаемые продукты (жидкие) в ложках, должны быть наполнены с горкой если это возможно! В противном случае, возможны большие расхождения в измерениях!

Мерная таблица фрукты, ягоды, овощи (содержание в граммах)

Название продуктаСтакан /250 мл/ (граненый стакан до краев)Столовая ложкаЧайная ложка1 шт.
Картофель80-85
Морковь65-75
Красная свекла250-280
Баклажан230-250
Абрикос26
Банан85-100
Гранат125
Груша135
Имбирь40
Персик85
Слива30
Хурма85
Яблоко100-120
Сушеные яблоки70
Апельсин130-150
Грейпфрут275-300
Лимон60-75
Вишня165-19030
Черешня165-19030
Брусника14050
Черника260
Ежевика190
Клюква145
Крыжовник210
Малина160-18020
Клубника15025
Смородина17520
Черная смородина18030
Сушеные сливы25025
Шиповник206
Арахис175258
Фундук1603010
Горох лущеный230258
Чечевица210247
Кедровые орехи140104
Семечки подсолнуха170258
Тыквенные семечки100158
Черника (сушеная)13015
Голубика20035
Земляника (1 ягодка)8
Лук репчатый75-80
Огурец (средний)100
Корень петрушки150
Помидор75
Редис20
Редька170
Репа85

Интересно знать:  что самые популярные вопросы это «сколько в стакане грамм сахара», «сколько в стакане грамм муки», «сколько грамм в стакане грецких орехов», «сколько грамм в стакане кедровых орехов».

Мерная таблица сахар, специи, орехи (содержание в граммах)

Название продуктаСтакан /250 мл/ (граненый стакан до краев)Столовая ложкаЧайная ложка1 шт.
Сахар200258
Сахарная пудра1802510
Соль крупная3603010
Соль мелкая4003111
Какао порошок155
Молотое кофе207
Кофе растворимый155
Мёд3503010
Чай103
Горчица254
Лимонная кислота258
Корица208
Желатин в пластинках2.5
Желатиновая масса155
Гвоздика молотая153
Гвоздика2040.06
Лавровый лист0.2
Перец черный молотый115.5
Перец душистый4.5
Перец красный молотый1.5
Мак155185
Изюм190257
Арахис175258
Грецкие орехи100158
Лесной орех170309
Миндаль160309
Протеин155
Сода2812

Мерная таблица яиц (содержание в граммах)

Название продукта1 шт.
Яйцо С055-60
Яйцо С150-55
Яйцо С240-45
Яичный белок30
Яичный желток20

Мерная таблица столовых приборов

Столовый приборМиллилитров жидкости
Чайный стакан250
Граненый стакан (до краев)250
Граненый стакан (до риски)200
Десертная ложка10
Чайная ложка5
Cтоловая ложка15

Читайте также:

сколько грамм муки в стакане

сколько грамм муки в столовой ложке

сахара в столовой ложке

сколько мл в столовой ложке

Сохранить в социальных сетях:

Мерная таблица продуктов (сыпучих, жидких) для кухни

Автор: Юлия Сабинова. Обновлено 06.07.2021

Мерная таблица продуктов питания будет полезна абсолютно каждому и выручит, если необходимо отмерить нужный объем или массу сухого или жидкого продукта (ингредиента) без весов и мерных ложек (стаканов).

Самым доступным и простым способом отмерить необходимую массу или объем любого продукта является использование обычных ложек (столовой, чайной) или граненого стакана. Специально для Вас мы подготовили полезные таблицы мер весов и объема продуктов в граммах и миллилитрах.

Мерная таблица сыпучих продуктов для кухни (измеряем сколько грамм вмещается в стакан или в ложку столовую, чайную):

Важно: указанные в таблице значения верны, если в стакан насыпать продукт до самых краев, а в ложки с горкой.

Не нужно утрамбовывать сыпучие продукты в ложке или стакане, так как их вес станет большим, чем указан в мерной таблице (например, вес муки в чайном стакане при обычных условиях будет в среднем составлять 160 грамм, а если муку тщательно утрамбовать будет 200-215 грамм, а если муку предварительно просеять, она будет легче и примерный вес ее составит 120-130 грамм).

Мерная таблица жидких продуктов (молочных продуктов, жиров, масел, паст и т.д.) в граммах:

Все жидкие продукты необходимо наливать в ложки или стакан до краев, а если они вязкие (например, сгущенное молоко или сметана), то в ложке они должны быть с небольшой горкой.

Если по рецепту требуется узнать, сколько миллилитров в столовой, десертной и чайной ложке, то следует использовать данные указанные ниже (актуальны для всех жидких продуктов):

  • Объем столовой ложки = 15 мл.
  • Объем десертной ложки = 10 мл.
  • Объем чайной ложки = 5 мл.

Данные значения помогут точно отмерить в миллилитрах уксус, воду, подсолнечное масло, молока и других жидкостей на кухне.

Таблица мер и весов различных ягод, плодов, бобовых и сухофруктов в граммах

Наиболее востребованные запросы с данной мерной таблицы – это, сколько грамм в стакане грецких орехов (кедровых орехов), а также сколько грамм клюквы в стакане.

Таблица: сколько весит отдельно каждый овощ или продукт в граммах

Сколько миллилитров жидкости в ложке (столовой, чайной и десертной) или стакане?

  • Сколько мл в столовой ложке? В столовой ложке 15 мл = 3 чайных ложки.
  • Сколько мл в чайной ложке? В чайной ложке 5 мл.
  • Сколько мл в десертной ложке? В десертной ложке 10 мл = 2 чайных ложки.
  • Сколько мл в граненом стакане? В граненом стакане 200 мл.
  • Сколько мл в чайном (тонком) стакане? В чайном стакане 250 мл.
  • Одинаковое ли соотношение граммов и миллилитров в ложках для разных продуктов? Нет, в отдельных случаях значение в граммах может быть меньше или больше числового значения объема ложки в миллилитрах (в зависимости от способа набора продукта в ложку – с горкой или без горки, а также влияет плотность используемого при взвешивании продукта).

Читаем также обзоры по теме: сколько грамм в чайной ложке и сколько грамм в столовой ложке.

В заключение к статье можно отметить, что знания, как взвесить или отмерить без весов любой продукт на кухне позволит быстро и без лишних хлопот определять массу и объем по рецепту с помощью ложек и обычного стакана. Мерная таблица продуктов (таблица мер и весов продуктов) всегда была актуальная на каждой кухне и позволяла экономить время и измерять практически точные объем и массу без весов и мерных приспособлений.

Главный редактор сайта. Повар, технолог, путешественник. Люблю готовить, читать интересные статьи о кулинарии и правильном питании, изучать всё новое и делиться самым интересным с другими. Рада видеть Вас на страницах сайта ИнфоЕда.

Email для связи: [email protected]

Сохранить в социальных сетях:

Мерная таблица продуктов или сколько вешать в граммах


Порядка нет. Каждый в рецептах указывает нужное количество продуктов в чем хочет. В граммах, штуках, стаканах, ложках… Голова идет кругом! Но, если мы придерживаемся каких-либо собственных правил питания, то в нашей системе бардака быть не должно. Да даже если мы и питаемся “от балды”, то готовить все равно стараемся вкусно. А если в рецепте продукты указаны в граммах, а весов под рукой нет? В этом нам поможет старая-добрая мерная таблица продуктов.

Конечно, не стоит ждать от этой таблицы аптекарской точности. Но и мы не с химией имеем дело. В контексте спортивной направленности этого сайта для нас имеет значение скорее калорийность, чем что-либо другое. А точной системы ее подсчета все равно не будет за пределами  лабораторных условий. Слишком много переменных в этом уравнении. Только усваемость одного и того же продукта может зависеть от сотен факторов. Да и яблоко яблоку рознь по содержанию питательных веществ, например. Так что не стоит глубоко копать и заморачиваться. Таблица нам поможет.

Для удобства я сделал таблицу в 3-х форматах: HTML (эта страница – можете сохранить ее в закладках, нажав “CTRL+D”), excel и PDF (ссылки на скачивание в конце статьи). Пользуйтесь на здоровье!

Сахар, соль и др.в граммах

Наименование продуктов стакан 250 мл столовая
ложка
чайная
ложка
1 штука
Вода 250 18 5
Ликер 20 7
Мед 350 28 7
Кислота лимонная крист. 25 8
Сахарный песок 200 25 10
Сахарная пудра 190 25 7-8
Соль 325 30 10
Уксус 250 15 5
Желатин /листик/ 2,5
Желатин порошок 15 5

Сыпучие продукты в граммах

Наименование продуктов стакан
250 мл
столовая
ложка
чайная
ложка
1 штука
Мука пшеничная 160 25 10
Мука картофельная 200 30 10
Сухари молотые 125 15 5
Крупа гречневая 210 25 7
Крупа «Геркулес» 90 12 6
Крупа манная 200 25 8
Крупа перловая 230 25 8
Крупа ячневая 180 20 8
Рис 230 25 19
Саго 180 20 7
Пшено 220 25 8
Фасоль 220 30 10
Горох нелущеный 200
Горох лущеный 230 25 10
Чечевица 210
Толокно 140
Мак 155 15 5
Толченые орехи 120 20 6-7
Хлопья кукурузные 50 17 2
Хлопья овсяные 100 14 4
Арахис очищеный 175 2
Фундук орех /средний/ 160 30 10
Миндаль /ядро/ 160 30
Мак 155 15 5
Изюм 190 25 7
Какао 20 10
Горчица 4
Перец душистый 4,5
Перец красный молотый 1,5
Перец черный молотый 5,5
Гвоздика молотая 3
Гвоздика немолотая 4

Жиры, молочные продукты и яйца в граммах

Наименование продуктов стакан
250 мл
столовая
ложка
чайная
ложка
1 штука
Масло животное топленое 245 20 5
Масло сливочное 210 40 15
Масло растительное 230 20
Маргарин топленый 14
Сало топленое 12
Смалец нерастопленный 230 60
Смалец растопленный 200 40
Молоко цельное 250 20 5
Молоко сгущенное 30 12
Молоко сухое 120 20 5
Сливки 250 25 10
Сметана 250 25 10
Сыр тертый 90 8
Яйца 45-65
Яичный белок
30
Яичный желток 20

Овощи в граммах

Наименование продуктов стакан 250 мл столовая
ложка
чайная
ложка
1 штука
Морковь средняя 75
Картофель средний 100
Лук средний 75
Огурец средний 100
Томат-паста 30 10
Томат-пюре 220 25 8
Петрушка /пучок/ 40-50

Плоды и ягоды в граммах

Наименование продуктов стакан
250 мл
столовая
ложка
чайная
ложка
1 штука
Брусника 140
Вишня 190 30 17
Земляника 150 25
Клубника 150 25
Клюква 145
Крыжовник 210
Малина 150 25
Смородина красная 175
Смородина черная 155
Черника 200
Шиповник сухой 20 6

Пряностей в 1 грамме

Лавровый лист среднего размера 7 штук
Гвоздика 12 штук
Перец горький 30 штук
Перец душистый 15 штук

 Дмитрий Гудков

Сколько грамм в миллилитре? Таблицы мер и весов продуктов

—Содержание—

  1. Чем можно измерить вес продуктов?
  2. Правила использования домашних мер веса
  3. Если нет весов, стакана — что делать?
  4. Сколько грамм в столовой ложке
  5. Сколько грамм в чайной ложке
  6. Сколько грамм в стакане
  7. Мерная таблица сыпучих продуктов
  8. Мерная таблица жидких и пастообразных продуктов
  9. Сколько миллилитров жидкости в ложке или стакане?
  10. Мерная таблица ягод, плодов, сухофруктов
  11. Мерная таблица веса овощей и других продуктов
  12. Американские меры объема
  13. Английские меры объема
  14. Способы быстрой конвертации веса продуктов

В этой статье хотелось бы затронуть, пусть и не для всех, но важную тему.  Опытным хозяйкам, скорее всего будет без надобности данная статья, потому что их рецепты выверены годами, а вот молодым хозяюшкам очень даже пригодиться, особенно если учитывать, что для приготовления в технике (мультиварка, хлебопечь) очень важна точность.

Поэтому мы решили собрать и объединить в данной статье различные таблицы мер и весом.

Но прежде чем начать, хочется внести важное уточнение по поводу посуды, которую мы обычно используем в качестве измерителя мер.

В наше время и чайные ложки, и столовые, и стаканы стали очень различны и по формам и по размерам, поэтому важно определиться, что меры указанные в ниже представленных таблицах будут ориентировочными.

Чем можно измерить вес продуктов?

  • весы
  • безмен
  • мерный стаканчик
  • мерная ложка (кувшин) с электронными весами
  • ложка чайная
  • ложка столовая
  • стакан граненый
  • стакан тонкостенный
  • специальный набор мерных ложек (даже в «Фикс Прайсе» можно приобрести)
Также в связи с вышеизложенной проблемой «разной посуды» в начале хотелось бы привести общие правила измерения продуктов.

Правила использования домашних мер веса

  • Жидкостью наполняем стаканы до самых краев
  • Обычно в кулинарии для измерения используются стаканы двух типов: граненный (200 мл) и тонкостенный (250 мл) 
  • Вязкие и густые смеси, например, мед, варенье, накладываем ложкой, при том так, чтобы не оставалось свободных полостей. По этой же причине муку накладываем ложкой, а не насыпаем из пакета, иначе в стакане образуются полости
  • Еще один нюанс по муке — не взвешивайте ее после просеивания, она будет намного легче
  • Сыпучие продукты насыпайте с горкой
  • Следите за качеством продуктов, сырая соль и сахар будут намного тяжелее, а вот просроченная сметана легче

Если нет весов, стакана — что делать?

Если у вас нет кухонных весов и так получилось, что и стакана граненого или тонкого тоже нет, вам необходимо взять любую емкость и измерить ее с помощью ложек, уж они то точно на кухне найдуться. Сравниваете объем продукта в ложке с граммами в таблицах ниже и наполняете свою емкость, которая в последствии и будет служить вам ориентиром.

Все таблицы можно скачать, ссылка на скачивание находиться в конце статьи.

 

Сколько грамм в столовой ложке

 

 

1 столовая ложка Вид продукта Ложка без горки Ложка с горкой
1 столовая ложка мука 20 грамм 30 грамм
1 столовая ложка сахар 13 грамм 26 грамм
1 столовая ложка сахарной пудры 14 грамм 28 грамм
1 столовая ложка соли мелкой 20 грамм 25 грамм
1 столовая ложка соды 22 грамм 28 грамм
1 столовая ложка риса 20 грамм 25 грамм
1 столовая ложка кофе  15 грамм 20 грамм
1 столовая ложка меда 25 грамм 30 грамм
1 столовая ложка дрожжи (сухие) 8 грамм 11 грамм
1 столовая ложка какао 20 грамм 25 грамм
1 столовая ложка корицы 15 грамм 20 грамм
1 столовая ложка желатина (гранулы) 10 грамм 15 грамм
1 столовая ложка лимонной кислоты 12 грамм 16 грамм
1 столовая ложка воды 18 грамм
1 столовая ложка уксуса 18 грамм
1 столовая ложка молока 18 грамм
1 столовая ложка растительного масла 16 грамм

 

Сколько грамм в чайной ложке

1 чайная ложка Вид продукта Ложка без горки Ложка с горкой
1 чайная ложка мука 9 грамм 12 грамм
1 чайная ложка сахар 5 грамм 8 грамм
1 чайная ложка сахарной пудры 10 грамм 13 грамм
1 чайная ложка соли мелкой 7 грамм 10 грамм
1 чайная ложка соды 7 грамм 10 грамм
1 чайная ложка риса 5 грамм 8 грамм
1 чайная ложка кофе  4 грамм 7 грамм
1 чайная ложка меда 10 грамм 12 грамм
1 чайная ложка дрожжи (сухие) 2,5 грамм 3 грамм
1 чайная ложка какао 6 грамм 9 грамм
1 чайная ложка корицы 5 грамм 8 грамм
1 чайная ложка желатина (гранулы) 5 грамм 8 грамм
1 чайная ложка лимонной кислоты 5 грамм 8 грамм
1 чайная ложка воды 5 грамм
1 чайная ложка уксуса 5 грамм
1 чайная ложка молока 5 грамм
1 чайная ложка растительного масла 5 грамм

Сколько грамм в стакане

В наше время существует огромное разнообразие стаканов, но в кулинарии, как правило, за основу берется граненый стакан, поэтому ниже в таблице граммы будут указаны именно граненого стакана

 

1 граненый стакан Вид продукта Граммы
1 стакан воды 200 грамм
1 стакан растительного масла 180 грамм
1 стакан топленого масла 190 грамм
1 стакан сливок 210 грамм
1 стакан муки 130 грамм
1 стакан сахара 190 грамм
1 стакан соли 200 грамм
1 стакан риса 190 грамм
1 стакан меда 280 грамм

Мерные таблицы различных продуктов

 

Мерная таблица сыпучих продуктов

 

Наименование продукта Стакан граненный —   200 мл (гр) Стакан тонкий —   250 мл (гр) Ложка столовая Ложка чайная
МУКА И КРУПЫ
Мука пшеничная 130 160 20 10
Крупа манная 150 200 16 4
Крупа гречневая 170 200 20 5
Крупа перловая 200 230 23 6
Крупа пшенная 190 225 20 5
Крупа яневая 190 225 20 5
Крупа овсяная 130 170 18 5
Крупа кукурузная 145 180 20 6
Овсяные хлопья (Геркулес) 70 90 12 3
ДРУГИЕ СЫПУЧИЕ ПРОДУКТЫ
Горох  190 230 20 5
Желатин  ————  ———— 15 5
Крахмал  130 160   30 10 
Кофе  ————  ————  20 10 
Какао  ————  ————  15
Лимонная кислота  250 300   30 10 
Мак  125 155  15 
Разрыхлитель  ————  ————  15
Рис  180 240   30 10 
Сахарная пудра  140 190   24
Соль мелкая  320 400   30 10 
Сахарный песок (сахар)  160  200 25   7
Сода  160 200   28 12 
Фасоль  190 230   20 ————
Чечевица  190 210   ————  ————

 

Мерная таблица жидких и пастообразных продуктов

 

Наименование продукта Стакан граненный — 200 мл Стакан тонкий —   250 мл Ложка столовая Ложка чайная
Варенье 270 325 35 15
Вода 200 250 15 5
Йогурт 250 ———— 20 10
Кефир, ряженка 250 ———— 18 6
Майонез 260 ———— 25 8
Мед ———— ———— 21 17
Молоко  200  250  15
Ликер ———— ———- 20 7
Растительное масло  ————  ————  17
Сливки  200  250 15  5
Сметана  210 260  25  10 
Сгущенное молоко  ————  ————  30 12 
Сливочное растопленное масло ———— ———— 25 8
Соевый соус 230 ———— 21 7
Томатная паста ———— ———— 30 10
Уксус столовый 200 250 15 5

Сколько миллилитров жидкости в ложке или стакане?

  • Сколько мл в столовой ложке? В столовой ложке 15 мл = 3 чайных ложки
  • Сколько мл в чайной ложке? В чайной ложке 5 мл
  • Сколько мл в десертной ложке? В десертной ложке 10 мл = 2 чайных ложки
  • Сколько мл в граненом стакане? В граненом стакане 200 мл
  • Сколько мл в чайном (тонком) стакане? В чайном стакане 250 мл

 

Мерная таблица ягод, плодов, сухофруктов

 

 Наименование продукта  Стакан граненный — 200 мл  Стакан тонкий — 250 мл  Ложка столовая Ложка чайная 
Арахис  140 175  25 
Брусника 110 140 20 ————
Вишня  130 165  ————  ———— 
Грецкий орех   130 165  30  10 
Голубика 160 200 25 ———-
Ежевика 150 190 30 ———-
Изюм   155 190  25 
Кедровый орех      110 140  10 
Клубника  120 150 25 ———-
Клюква 115 145 25 ———-
Крыжовник 165 210 35 ————
Малина 145 180 30 ———-
Миндаль  130 160 30 10
Семечки подсолнуха 135 170 25 8
Смородина черная 125 155 25 8
Смородина красная 140 175 30 10
Тыквенные семечки 95 125 20 7
Фундук  130 160 30 10
Черника свежая 160 200 35 ———
Черника сушеная 110 130 15 ———-
Шипоник сушеный  ———- ——— 20 7

 

Мерная таблица веса овощей и других продуктов

Наименование продукта Вес 1 продукта в граммах
Абрикос 40
Апельсин 140
Баклажан 200
Груша 135
Земляника 8
Капуста белокочанная от 1500
Картофель (среднего размера) 100
Лимон 50-70
Лук репчатый (среднего размера) 75
Морковь (средняя) 75
Огурец (средний) 100
Персик 85
Помидор 75
Редис 20
Редька 170
Репа 85
Слива 30
Яблоко 90
Яйцо С0 55-60
Яйцо С1 50-55
Яйцо С2 40-45
Яичный желток 20
Яичный белок 30

Иностранные меры веса

Мы с мужем частенько любим заглянуть на зарубежные сайты о еде и взять какой-нибудь рецептик на вооружение, но есть небольшая загвоздка — меры веса у них другие. Например, помимо квартов, пинтов и унций они не измеряют стаканами, взамен используют чашки, что согласитесь, для нас не привычно и никак не сравнить с объемом нашего стакана. Поэтому приводим зарубежные меры веса.

Американские меры объема

 1 чашка (1 cup)  250 мл
 1/4 чашки  60 мл
 1/2 чашки  125 л
 2/3 чашки  170 мл
 3/4 чашки  190 мл
 1ч.л. (1 tsp)  5 мл
 1 ст.л. (1 tbsp)  15 мл
 1 пинта (1 pint)  470 мл
1 кварт (1 qt, qwart) 950 мл
1 жидкая унция (1 fl. oz.) 30 мл

Английские меры объема

 1 чашка (1 cup)  280 мл
 1 ч.л. (1 tsp)  6 мл
 1 ст.л. (1 tbsp)  17 мл
 1 пинта (1 pint)  570 мл
 1 кварт (1 qt, qwart)  1100 мл

Меры веса

1 унция (1 ounce) 28,3 г
1 фунт (1 pound) 450 г

Способы быстрой конвертации веса продуктов

Ниже все таблицы представлены в файле Word, который вы смоежете скачать и распечатать только нужные вам таблички

Скачать таблицы мер и весов продуктов

Вам также будет интересно почитать:

(Посетители 9 922 times, 1 visits today)

Понравилась статья — поделитесь с друзьями:

Мерная таблица продуктов — Домашние Рецепты

Готовя очередное блюдо по рецепту, иногда мы сталкиваемся с тем, что в нём указанны ингредиенты в граммах, а кухонных весов или мерного стакана под рукой нет. Как быть в таком случае? В этой ситуации выручает мерная таблица продуктов, в которой измерителями служат чайная или столовая ложка, а также гранёный стакан объёмом 200 мл или тонкий стакан 250 мл. Измерение продуктов осуществляется ложкой с небольшой горкой. Например, по рецепту вам требуется взять 60 г манной крупы. Используя таблицу, вы можете определить, что это будет 2 ст. л. и 1 ч. Не стоит ожидать, что вы сможете измерить вес абсолютно точно, обычно допускается погрешность +/- 2 г. Хорошо иметь эту таблицу в закладках в электронном виде, или распечатать на принтере. Тогда она будет у вас перед глазами, и вы быстро запомните показатели и сможете переводить граммы в столовые или чайные ложки. Благодаря этому, у вас получится приготовить любое блюдо, особенно выпечку, где требуется точность.

Специи, содержание в граммах
Название Стакан 250 г 1 ст.л. 1 ч.л.
Вода 250 18 5
Уксус 250 15 5
Сахарный песок 200 25 10
Сахарная пудра 190 25 7-8
Соль 325 30 10
Желатин порошок 15 5
Ликер 20 7
Кислота лимонная 25 8
Корица молотая 20 8
Мёд 325 35 12

Сыпучие продукты, содержание в граммах
Название Стакан 250 г 1 ст.л. 1 ч.л.
Мука пшеничная 160 25 10
Мука картофельная 200 30 10
Мука кукурузная 160 30 10
Сухари молотые 125 15 5
Крупа «Геркулес» 90 12 6
Крупа гречневая 210 25 7
Крупа манная 200 25 8
Крупа перловая 230 25 8
Крупа ячневая 180 20 8
Рис 230 25 19
Пшено 220 25 8
Фасоль 220 30 10
Горох лущеный 230 25 10
Чечевица 210 30 10
Мак 155 15 5
Толченые орехи 120 20 6-7
Кукурузные хлопья 50 17 2
Овсяные хлопья 100 14 4
Арахис 175 25 8
Миндаль очищенный 160 30 10
Сухари молотые 125 15 5
Изюм 190 25 7

Вода, молочные продукты и жиры, содержание в граммах
Название Стакан 250 г 1 ст.л. 1 ч.л.
Вода 250 18 5
Варенье 330 50 17
Масло растительное 230 17 5
Масло сливочное 240 20 8
Молоко сгущенное 300 30 12
Сливки 250 14 5
Сметана 250 25 10

Теперь вы вооружены знаниями и сможете без труда приготовить даже самое изысканное блюдо. Благодаря удобной мерной таблице продуктов, вопрос о том, сколько грамм в столовой или чайной ложке для вас уже решен. Пользуясь нашей кулинарной книгой с домашними рецептами различных блюд, вы можете возвращаться к этой статье, чтобы отмерить необходимое количество ингредиентов.

Таблица мер и весов продуктов

Вычислить, найти объем твердых тел или жидкостей через массу и плотность по формуле (1)

Выберите вещество ▼

m (масса, килограмм) 
ρ (плотность вещества, x103 кг/м³) 

Вычислить

нажмите кнопку для расчета

Мерная таблица продуктов в ложках и стаканах для кухни

Использование мерной таблицы, облегчает измерение продуктов для приготовления блюда по рецепту. Особенно, если у Вас нет под рукой весов, мерных ложек и мерных стаканов. Но на каждой кухне найдется обычный стакан 250 ml, столовая ложка и чайная ложка. К такой мерной утвари можно привыкнуть. И в дальнейшем будет даже очень удобно и быстро отмерять в ложках или стаканах. Если Вы так никогда не делали, то рекомендуем попробовать. Очень удобно!

Нужно знать: в нашей таблице все значения верны. Если допущена опечатка  или ошибка, просьба подробно опишите ошибку и напишите нам. Для того, чтобы мерная таблица продуктов и все значения в ней были верными, нужно насыпать продукт или материал в стакан до краев, а ложки наполнять с горкой.

На сайте доступна новая мерная таблица жидкостей! Пользуйтесь ее если нужна узнать о единицах измерений жидкостей.

ПЛОДЫ И ЯГОДЫ

Вишня 180 25 — — Зем­ля­ника 150 25 — — Смо­ро­дина черная 155 — — — Смо­ро­дина красная 175 — — — Чер­ника 200 — — — Брус­ника 140 — — — Клюква 145 — — — Кры­жов­ник 210 — — — Малина 180 — — — Шипов­ник сухой — 20 6 — Изюм 190 25 7 — Яблоко — — — 80–90 Лимон — — — 50–70 Апель­син — — — 100–150

Таблица мер и весов продуктов

Меры измерения объема в домашних условиях просты — граненый стакан, чайная и столовая ложка. Поговорим о том, какое количество продуктов помещается в этих емкостях.


1 стакан — 240 мл
3/4 стакана — 180 мл
2/3 стакана — 160 мл
1/2 стакана — 120 мл
1/3 стакана — 80 мл
1/4 стакана — 60 мл
Кстати, на следующей неделе (11 сентября) знаменитому советскому граненому стакану исполняется 76 лет. Этот неотъемлемый атрибут советского быта был впервые изготовлен в 1943 году на старейшем стекольном заводе России в городе Гусь-Хрустальный.


Интересно, что в разное время выпускались стаканы с 10, 12, 14, 16, 18 и 20 гранями.

Но вместимость стакана оставалась неизменной: до стеклянного ободка — 200 мл, до краев — 240–250 мл.

1 ст. л. — 15 мл

1 ч. л. — 5 мл

1 ст. л. — 3 ч. л.

1 стакан — 16 ст. л.

1 литр — 4 стакана и 2 ст. л.

Сыпучие продукты при одинаковом объеме имеют разный вес, что весьма осложняет процесс измерения. Именно для этого и нужна таблица мер веса продуктов — с ней ты никогда не ошибешься и отмеришь ровно столько сахара и муки, сколько требуется для торта или печенья.


Следует помнить, что вес сыпучих продуктов зависит также от степени уплотнения. Например, обычно стакан муки весит около 160 грамм, но если ее утрамбовать, то будет 200–210 грамм, а если предварительно просеять — 120–130 грамм.

ОВОЩИ

Кар­то­фель 100
Мор­ковь 75
Свекла 250
Лук реп­ча­тый 75
Огу­рец 100
Поми­дор 60
Каба­чок 150–200
Бакла­жан 200–250
Пет­рушка (корень) 50
Пастер­нак (корень) 80–100
Сель­де­рей (корень) 80
Томат-пюре 220 25 8
Томат-паста 30 10

Сколько муки в стакане. Сколько грамм муки в стакане?

Быстрый ответ: зависит от объема тары.

Мука — то продукт питания, который получают при помощи перемалывания зерен. Она изготовляется из различных зерновых культур, включая рожь, пшеницу, кукурузу, ячмень, овес и так далее.

Вид муки определяется, как нетрудно догадаться, родом того зерна, из которого она изготовлена. Понятно, что наиболее популярной мукой считается пшеничная, видов которой существует аж шесть: экстра, высшего сорта, крупчатка, первого и второго сортов, а также обойная. Ее используют в первую очередь для приготовления хлебобулочных изделий. На втором месте по популярности находится ржаная мука, которая в свою очередь делится на три вида: сеяную, обдирную и обойную. Она используется для выпекания ржаного хлеба. А вот остальные виды муки вырабатывают в ограниченном количестве, поскольку используются они достаточно редко.

Что получают из муки? Правильно, тесто, которое в делится на множество видов. Перечислять мы их не станем, однако отметить, что наиболее популярным из них является дрожжевое. Оно состоит из муки, дрожжей, воды, соли, сахара, иногда добавляется молоко и масло. Дрожжевое тесто имеет свойство увеличиваться в объеме.

Предположим, что вы решили самостоятельно приготовить хлеб. Вам нужно столько-то стаканов муки. Вы себя спрашиваете — сколько же муки в одном стакане? Этот вопрос и правда очень важен, ведь во многих кулинарных книгах не написано, сколько ингредиента кладется в граммах. Гораздо чаще пишут так: «Положите одну столовую ложку…». Согласитесь, это крайне неудобно, поскольку интересно знать, сколько муки уходит на изделие. Для того, что бы помочь вам решить эту проблему, мы подготовили эту статью.

Поскольку мы используем тару с различным объемом, то приведем сразу несколько стакан разного объема.

  • В стакане объемом 200 мл (таким объемом славится небезызвестный граненый стакан) 130 г муки.
  • В стакане объемом 250 мл — 160 г.
  • В стакане объемом 300 мл — 195 г муки.
  • В столовой ложке — 25-30 г муки.

Запомните, что указанные данные относятся исключительно к пшеничной муке. Если вы используете картофельную муку, тогда масcа будет иной:

  • В стакане объемом 200 мл — 150 г картофельной муки.
  • В стакане объемом 250 мл — 180 г картофельной муки.

Напомним, что картофельная мука получается из сухого перетертого картофеля, то есть по сути является крахмалом.

Сколько в среднем весят овощи и фрукты

Картофель — 100 г
Луковица — 75 г
Морковь — 75 г
Огурец — 100 г
Редис — 20 г
Баклажан — 200 г
Яичный белок — 30 г
Яичный желток — 20 г

Груша — 130–160 г
Абрикос — 40 г
Апельсин — 140 г
Земляника (1 ягода) — 8 г
Лимон — 50–70 г
Персик — 85 г
Слива — 30 г
Яблоко — 90 г

Умение определить нужный вес продуктов с помощью подручных предметов существенно облегчит жизнь каждому повару. Хорошие хозяйки накапливают хитрости и советы годами, записывая их в поваренную книгу, а мы собрали самые полезные советы для кухни в одной статье! Сохраните их себе в закладки!

Проект: «Масса или вес»

Масса и вес – это синонимы или есть различия? Выполнив настоящий проект, мы опытным путем узнаем отличие веса тела от массы.

Масса – это количество материи, содержащейся в объекте, тогда как вес – это сила притяжения, которая воздействует на объект.

Масса предмета или человека не изменяется при перемещении в пространстве. Что нельзя сказать о весе, который напрямую зависит от силы гравитации. Поэтому на Луне, где сила притяжения меньше чем на Земле, предметы всегда будут весить меньше.

В свою очередь сила гравитации зависит от массы. Чем выше масса предмета, тем выше показатель силы притяжения.

Научный проект способствует приобщению учеников к исследованиям, изучению массы, использованию контрольной точки, установлению зависимых и независимых переменных, сбору данных. Ученики составляют презентации, учатся принимать решения на основании полученных опытным путем данных. Дети смогут почувствовать себя настоящими учеными.

Что нам понадобится:

  • канцелярские ножницы;
  • степлер;
  • маркер;
  • весы;
  • губка;
  • водяной шарик;
  • фрукт;
  • камень;
  • пачка попкорна.

Ход эксперимента:

  1. Подготовим все материалы, необходимые для проведения опыта. По желанию, для фотоотчета, можно взять фотоаппарат. Сделаем по две копии ниже представленных таблиц.
  2. Выбираем себе человека в пару, который, не зная ваши результаты, повторит все шаги, а потом оформим наблюдения таблицей.
  3. Определяем приблизительный вес каждого выбранного нами предмета по собственным ощущениям. Раскладываем все предметы по убыванию веса: от самого тяжелого до самого легкого.
  4. Пронумеруем расставленные предметы. Самый легкий – номер 1 и т.д.
  5. Теперь можно приступить к самому эксперименту – взвешиваем каждый предмет на весах по отдельности.
  6. Сверяем полученные результаты с записанными ранее. На сколько совпал вес? Как вы оценивали вес предмета без измерительного прибора? Возможно, вас смутил размер предмета?
  7. Все шаги, начиная с 4 пункта, заканчивая 7 пунктом, повторяет партнер.
  8. Сравниваем данные, записанные в вашей таблице, с результатами партнера. Все совпало? Вами допущены одинаковые ошибки? На каком этапе?
  9. Проанализируем полученные результаты. К какому выводу вы пришли? Опишите проект с использованием установленных данных, а также списка использованной литературы.

Таблица с упорядоченными по собственным ощущениям предметами: от более тяжелого объекта

Моя последовательность
Последовательность моего партнёра

Таблица с упорядоченными предметами на основании измерений весами

Объекты Настоящий вес
пачка попкорна
фрукт
камень
ножницы
фломастер
губка
шарик с водой
степлер
денежная купюра
монета

Вывод:

Как определяется масса воды в опыте? В ходе проекта мы установили, что массу тела можно измерить с помощью весов. Как вы думаете, на что влияет масса и вес предмета? Как с помощью массы рассчитать вес?

Зная массу можно рассчитать силу притяжения, то есть вес тела. Получается, что вес напрямую зависит от массы тела. Поскольку масса Луны меньше Земли, то вес объектов на этом небесном теле будет меньше. Луна гораздо слабее притягивает к себе предметы, чем Земля. Значение силы земного притяжения трудно переоценить, ведь она помогает нам сохранять равновесие и не падать при ходьбе.

МУКА, КРУПА, САХАР, СОЛЬ И ДРУГИЕ СЫПУЧИЕ ПРОДУКТЫ

Горох лущё­ный 230 25 10
Горох не лущёный 200
Крупа гер­ку­лес 90 12 3
Крупа греч­не­вая 210 25 8
Крупа ман­ная 200 25 8
Крупа пер­ло­вая 230 25 8
Крупа ячне­вая 180 20 6
Мак 155 15 5
Мука кар­то­фель­ная 200 30 9
Мука круп­ча­тая 160–180 20 7
Мука пше­нич­ная 160 25 8
Перец души­стый 4,5
Перец крас­ный молотый 1
Перец чёр­ный 5
Пшено 220 25 8
Рис 230 25 9
Саго 180 20 7
Сахар­ная пудра 190 25 7–8
Сахар­ный песок 200 25 8
Соль 320 30 10
Сухари моло­тые 125 15 5
Толокно 140 22 6
Тол­чё­ные орехи 120 20 6–7
Фасоль 220
Чече­вица 210
Гвоз­дика молотая 3
Гвоз­дика не молотая 4
Гор­чица 4
Какао 20 10

Точность — вежливость королей

Для измерения меры веса продуктов без весов нужно соблюдать некоторые правила, которые помогут вам строго соблюдать рецептуру. Для приготовления закусок, супов, основных блюд и гарниров это не так критично. Однако в некоторых случаях, например при выпечке хлеба, неправильное соотношение жидкости и муки может привести к замедлению брожения. При недостатке влаги тесто плохо поднимается, а хлеб имеет сухую крошащуюся текстуру. Если влаги, наоборот, слишком много, выпечка получается тяжелой, расплывшейся, с сырым и липким мякишем.  

ДРУГИЕ ПРОДУКТЫ

Вода 250 18 5
Уксус сто­ло­вый 250 15 5
Жела­тин в порошке 15 5
Мед 350 28 10
Масло рас­ти­тель­ное 240 17 5

Единицы мер объема жидкостей, сыпучих тел и вместимости сосудов

Сокращенные названия единиц измерения объема жидкостей, сыпучих тел и вместимости сосудов:

Таблица 5. Название единиц измерения объема жидкостей.

Чему равны единицы объема жидкостей, сыпучих тел и вместимости сосудов

Чему равны некоторые единиц измерения объема жидкостей, сыпучих тел и вместимости сосудов в не метрической английской системе

1 британская пинта (British pint) ≈ 0,57 л 

1 британский галлон (British gallon) ≈ 4.54609188 л 

1 галлон США (US gallon) ≈ 3.785411784 л 

1 британский баррель (British barrel) ≈ 163,65 л 

1 баррель США (US barrel) ≈ 158,987 л 

Единицы измерения времени

Сокращенные названия основных единиц времени:

Таблица 7. Основные единицы измерения времени.

Соотношение основных единиц измерения времени

Единицы измерения времени в рамках суток:

Перевод крупных единиц измерения времени в более мелкие:

1 сут = 24 ч = 1 440 мин = 86 400 сек

1 ч = 60 мин = 3 600 сек

1 мин = 60 сек

Другие единицы измерения времени

В сторону уменьшения:

1 сек = 10 дс = 100 сс = 1 000 мс

В сторону увеличения:

Точное измерение сухих сыпучих материалов

От пластика в вашем смартфоне до удобрений, используемых для выращивания фруктов и овощей, которые вы едите каждый день, сухие сыпучие продукты являются строительными блоками для многих предметов, которые формируют мир вокруг нас. Отрасли, которые производят эти продукты (удобрения, пластмассы, продукты питания, строительные материалы), имеют стремление и желание сделать свои процессы более эффективными, более рентабельными и надежными.Самый эффективный способ достижения этих целей — понять, что происходит в процессе, чтобы его можно было оптимизировать. В идеале это означает измерение ввода и вывода каждого второстепенного процесса, чтобы понять, например, оптимальные настройки для каждой единицы оборудования, лучшее соотношение для смешивания ингредиентов, лучший способ максимизировать производительность при минимизации затрат. Поскольку сухие сыпучие продукты являются важной частью многих продуктов, которые нас окружают, возможность их точного измерения имеет решающее значение для эффективности их производства.Тогда возникает вопрос: «Как точно измерить сухие сыпучие материалы?» Ответ прост: «Не измеряйте их неточно!»

Некоторые из наиболее распространенных причин неточного измерения расхода сыпучих материалов включают:

• Неправильный выбор технологии измерения
• Допущения при оценке ключевых переменных
• Недостаточно места для установки
• Продукт, который накапливается, накапливается или прилипает к измерительному элементу
• Высокомеханические компоненты, которые становятся ненадежными из-за износа

Выбор правильной измерительной техники
Существует множество способов измерения расхода твердых частиц, и выбор правильного устройства для измерения расхода имеет решающее значение для успеха любого приложения для измерения расхода.Выбранный вами расходомер во многом зависит от ваших требований к измерению расхода (включая требования к точности) и от того, где в рамках вашего технологического процесса вы хотите провести измерение.

Для измерения потока, транспортируемого с помощью пневматики, существует множество неинтрузивных стилей расходомеров, в которых для расчета массового расхода используются радарные, доплеровские или ядерные технологии. Эти типы расходомеров ненавязчивы, что означает, что измерительный элемент не проникает в поток.Их ненавязчивый стиль делает эти типы счетчиков универсальными. Однако в определенных обстоятельствах они также могут быть неточными.

Для статического продукта, который больше не обрабатывается (продукт в силосах, грузовиках, железнодорожных вагонах и т. Д.), Безусловно, можно использовать статические весы или автомобильные весы, поскольку они могут быть достаточно точными. Однако применение статических весов несколько ограничено, так как процесс должен полностью останавливаться во время цикла измерения, и часто измерение выполняется только после того, как продукт был опорожнен в измерительную емкость (силос, железнодорожный вагон, грузовик и т. Д.).), что вызывает серьезную озабоченность по поводу переполнения.

В качестве альтернативы использованию статических весов динамические расходомеры измеряют поток продукта в процессе. В случае наполнения силосов, грузовиков или железнодорожных цистерн динамические расходомеры могут измерять продукт по мере наполнения, а не после него, что позволяет лучше контролировать наполнение и смягчает последствия переполнения и недостаточного наполнения.
Динамические расходомеры отлично подходят для наполнения, но также и для множества других применений, от коротких дозировок до операций непрерывного смешивания и всего, что между ними.Измерители Кориолиса — это один из типов динамических расходомеров, в которых используются механизмы вращения, которые изменяют крутящий момент при прохождении продукта через него. Это изменение крутящего момента затем обрабатывается как массовый расход. Массовые расходомеры на основе Кориолиса обычно достаточно точны. Однако при использовании этих устройств требуется особое внимание к техническому обслуживанию и износу, так как они имеют высокую механическую природу. Как и в случае со всеми механическими устройствами, постоянное использование без профилактического обслуживания и ремонта может привести к повреждению основных компонентов.Более того, если вращающийся механизм выходит из строя на некоторых расходомерах Кориолиса, они не позволяют продукту проходить через них, а это означает, что, если счетчик не имеет байпасной системы, производство может прекратиться.

Другая группа динамических расходомеров использует гравиметрический метод измерения расхода. Гравиметрические расходомеры обычно являются точными и надежными расходомерами, которые позволяют проводить фактическое измерение расхода в реальном времени, а не вычисления, основанные на предполагаемых значениях ключевых компонентов, таких как плотность, форма или размер частиц.Одним из типов гравиметрических расходомеров, используемых для измерения небольших партий продукта, является измеритель потери веса, который обычно обеспечивает надежные и точные измерения. В этих устройствах для измерения потери веса используется сосуд на тензодатчиках, и по мере извлечения продукта из сосуда тензодатчики обнаруживают разницу или потерю веса, чтобы определить массовый расход. Поскольку устройства для измерения потери веса испытывают «слепые зоны» измерения при заполнении емкости продуктом, измерение потери веса имеет тенденцию быть гораздо более точным для очень низких расходов и для более коротких циклов дозирования, когда бункер не нужен. для пополнения во время цикла дозирования.

Для больших партий или для непрерывных процессов можно использовать ленточные весы или весовые ленты, поскольку они не имеют мертвых зон измерения. Ленточные весы и ленточные весы используют ленточный конвейер в сочетании с тензодатчиками для измерения количества продукта, проходящего по ленте. Поскольку скорость ремня является неотъемлемой частью измерения массового расхода, натяжение ремня имеет решающее значение для точности расходомера. На натяжение ремня могут повлиять многие факторы, включая изменения температуры и даже нормальный износ.Таким образом, ленточные весы и ленточные весы часто требуют проверки калибровки. Поскольку они очень механические по своей природе, расходомеры этих типов могут потребовать частой замены деталей или ремонта, поэтому затраты на техническое обслуживание также могут быть высокими.

Некоторые из наиболее точных и универсальных расходомеров гравиметрического типа используют измерение, основанное на центростремительной силе. Когда продукт скользит по изогнутой измерительной поверхности, круговое движение частиц создает центростремительную силу, пропорциональную массовому расходу.До тех пор, пока продукт может скользить по измерительной поверхности, эти типы измерителей чрезвычайно точны, и на точность обычно не влияет тип измеряемого продукта (гранулированный, порошкообразный, объемные легкие материалы, тяжелые плотные материалы и т. Д. .). Эти расходомеры обычно имеют небольшую вертикальную площадь основания, могут быть установлены практически в любом месте технологического процесса и являются отличным выбором практически для любой установки «в процессе», где точность имеет первостепенное значение.

Выбор правильной технологии измерения имеет решающее значение для успеха любой установки для измерения расхода.Знание того, где вы хотите измерить продукт и как вы собираетесь использовать данные, предоставляемые расходомером, имеет решающее значение для успеха измерителя. Знайте свой технологический процесс и знайте, что каждый тип расходомера может принести в вашу конкретную область применения. Также важно знать полную стоимость любой системы измерения расхода. Хотя первоначальная стоимость расходомера может быть довольно низкой, низкая точность или высокие затраты на обслуживание могут сделать «дешевый» расходомер очень дорогим. И наоборот, кажущийся дорогим счетчик может быть чрезвычайно точным и иметь чрезвычайно низкие затраты на обслуживание и ремонт, и поэтому в долгосрочной перспективе может быть довольно недорогим.

Допущение плотности или других переменных
Для многих устройств измерения массового расхода предполагается, что такие переменные, как плотность, размер продукта или даже температура продукта, являются постоянными. Конечно, эти переменные редко бывают постоянными и могут сильно различаться даже для довольно стабильных продуктов, таких как пластиковые гранулы или рис. Некоторые факторы, которые могут повлиять на плотность: изменения влажности, изменения температуры окружающей среды или изменения самого процесса. Для некоторых процессов может потребоваться период «разогрева» и / или «охлаждения», когда оборудование в рамках процесса будет вести себя по-разному (что приведет к разным «сортам» продукта) на разных этапах производства.Если изменения качества продукта достаточно велики, чтобы повлиять на плотность, то может пострадать точность любого измерения расхода, предполагающего плотность.

Во многих случаях, особенно в тех процессах, где характеристики измеряемых продуктов могут изменяться, измерители, которые фактически измеряют поток, будут иметь явное преимущество в точности по сравнению с измерителями, которые должны принимать в качестве постоянных переменные процесса, которые будут меняться со временем. В некоторых гравиметрических расходомерах используются технологии, основанные на измерении истинной силы, которое не зависит от плотности продукта, размера частиц, формы продукта или даже эластичности частиц.Таким образом, изменение этих параметров не повлияет на точность измерения расхода.

Недостаточно места для установки
Пространство на современных промышленных предприятиях часто ограничено, а места, необходимого для правильной установки устройства измерения расхода, иногда просто не существует. Некоторые расходомеры имеют небольшую площадь основания, но для их правильной установки требуется дополнительное падение на несколько футов, чтобы обеспечить точное измерение расхода.Другие счетчики занимают огромную площадь и требуют много места для установки (иногда горизонтальное пространство, иногда вертикальное пространство, а иногда и то и другое). Часто вместо установки надлежащего расходомера, что может потребовать обширной перестройки существующего оборудования и может потребовать использования драгоценного труда и ресурсов, многие предприятия предпочитают использовать неадекватные измерительные устройства или, что еще хуже, отказываются от измерения расхода полностью.

Поиск места для модернизации расходомера в существующем технологическом процессе может оказаться обременительным испытанием.Однако выбор правильного типа расходомера может значительно упростить поиск места. Некоторые гравиметрические расходомеры требуют постоянного опускания в расходомер для обеспечения точного измерения расхода. Это постоянное падение часто наблюдается на выходе из существующих подающих устройств, а это означает, что чем ближе расходомер находится к выпускному отверстию подающего устройства (шнековый конвейер, ленточный конвейер, поворотный клапан и т. Д.), Тем точнее он будет. Эти типы расходомеров, следовательно, не требуют чрезмерного количества дополнительного пространства для поддержания точности, а, скорее, требуют только площади основания, занимаемой самим измерителем.В некоторых случаях это может быть всего 19 дюймов по вертикали. Часто стандартный установочный размер счетчиков может быть уменьшен еще больше за счет использования нестандартных фланцев, нестандартных корпусов и индивидуального монтажа, позволяющих устанавливать счетчики непосредственно в технологический процесс без использования занимающих много места переходов.

Накопление продукта на измерительном элементе
Если не принять меры, скопление продукта на ключевых компонентах может вызвать множество трудностей для устройств измерения расхода, особенно при измерении порошкообразных материалов, таких как гипс или мука.Накопление на измерительных поверхностях часто может вызвать смещение нуля и, в конечном итоге, повлиять на точность измерительной системы, если не принять надлежащие меры. Накопление может вызвать дополнительные проблемы, такие как чрезмерный износ или отказ оборудования, особенно если измеряемый продукт является коррозионным по своей природе. Для применений в пищевой промышленности, где требуется, чтобы оборудование было «пищевым», накопление отложений может вызвать загрязнение или проблемы с санитарией, а очистка может занять часы, в течение которых производство должно быть приостановлено.Эта плановая очистка и техническое обслуживание часто могут быть дорогостоящими и отнимать много времени.

Опыт работы с продуктами и знание области применения необходимы, особенно при измерении очень порошкообразных продуктов или коррозионных материалов. В некоторых расходомерах используются устройства для увеличения потока, включая различные покрытия и футеровки, которые уменьшают или устраняют проблемы отложений на поверхностях потока. Другие варианты проблем, связанных с накоплением, включают использование вибрации на основных поверхностях потока или использование воздуха либо в виде устойчивого, непрерывного потока, либо в виде струи сжатого воздуха через основные поверхности потока.Когда соответствующие устройства для увеличения потока используются в сочетании с обширными знаниями в области применения, даже самые трудные для измерения продукты могут быть измерены чрезвычайно точно.

Износ механических компонентов
Механический износ — одна из основных причин неисправности расходомера. Некоторые измерительные устройства используют обширную механическую конструкцию с многочисленными движущимися компонентами для измерения массового расхода. При длительном использовании механические компоненты этих устройств могут начать изнашиваться или даже сломаться.Если ключевые компоненты изнашиваются до точки отказа, результатом может быть неточность и ненадежность измерения расхода. При выборе измерительной системы, которая является высоко механической по своей природе и для которой требуется много движущихся частей, часто необходимо поддерживать кропотливый график профилактического обслуживания, который включает замену изношенных частей до того, как они повлияют на точность системы, и задолго до того, как они выйдут из строя. .

Сводка
Знание вашего процесса и того, как расходомер будет интегрироваться в этот процесс, является неотъемлемой частью успеха любой попытки оптимизировать ваш процесс с добавлением системы измерения расхода.При определении подходящего расходомера для вашего приложения убедитесь, что вы учитываете различные типы существующих расходомеров, но также убедитесь, что вы знаете, какие типы допущений делает каждый расходомер, сколько места требуется для их установки, как они могут быть установлены. бороться с отложениями, а также как на них влияет износ и пытаться уменьшить его. При правильном выборе и правильной интеграции в вашу систему расходомер действует как окно в ваш процесс, показывая вам, как работает ваш процесс, и позволяет вам лучше понять и, таким образом, контролировать свой процесс.

Кристофер Д. Льюис занимается внутренними продажами и маркетингом в компании Eastern Instruments, Уилмингтон, Северная Каролина. Компания занимается разработкой систем измерения и контроля массового расхода твердых частиц и воздушного потока с 1984 г. Для получения дополнительной информации посетите сайт Easterninstruments.com.

Чтобы ознакомиться с соответствующими статьями, новостями и обзорами оборудования, посетите нашу зону контрольно-измерительного оборудования

Щелкните здесь, чтобы просмотреть список производителей контрольно-измерительного оборудования

(PDF) Обзор и выбор методов измерения уровня сыпучих материалов в резервуарах для хранения

, размещенные как радарные, так и лазерные системы, могут быть неинвазивными и, следовательно, могут рассматриваться для непрерывных измерений

.Только для переключения уровня, такие методы, как микроволновая печь, opti-

cal, емкостный и ультразвуковой, могут быть выполнены в неинвазивной форме. Эти формы для работы

имеют особые требования к материалам расположения / стенок емкости, поэтому имеют ограниченную область применения

.

В случае трех инвазивных бесконтактных методов (ультразвуковой, радарный и лазер

) лазерные методы не оказали большого промышленного влияния, что может отражать

его истинную применимость для измерения общего уровня.

, хотя его не следует перерабатывать в тех областях, где это является жизнеспособной альтернативой.Ультразвуковые импульсные эхо-приборы

заняли большую часть рынка за последние 20 лет или около того, но в настоящее время

испытывают трудности из-за появления все большего количества радарных систем от многих производителей.

Для инвазивных контактных систем, требующих непрерывного измерения в твердых телах, есть ограниченный выбор

. Это тип отвеса, емкость и проводимость / ВЧ. Из них

первый только ограничивает контакт, но это происходит за счет прерывистого выхода уровня

.Другие устройства сравнимы, но с системой пропускной способности / RF, имеющей

, лучшую применимость к неблагоприятным материальным ситуациям. Как правило, эти системы

не могут обеспечить потенциальную точность бесконтактных ультразвуковых и радиолокационных методов.

Если целью измерения является обнаружение наличия или отсутствия твердых частиц,

, т.е. при переключении высокого, низкого или среднего уровня, существует самый широкий выбор методов измерения —

.Каждый метод будет иметь преимущества и недостатки, связанные с принципом действия

и его восприимчивостью к условиям среды.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Faveau, E. and Hambrice, K. (2003) Измерение уровня в суровых условиях с помощью управляемого волнового радара

». Датчики, апрель.

Heywood, N.I. и Tily, P.J. (2004) Исследование и выбор методов для определения уровня суспензии

и измерения границы раздела в резервуарах для хранения. В: Proc Hydrotransport 16, Santiago,

Chile, 26-28 апреля, стр. 527-544.Опубликовано BHR Group, Крэнфилд, Великобритания.

Липтак, П.Е., изд., (1995) Измерение уровня в Справочнике инженера по КИП: Pro-

Измерения и анализ цессы, 3-е издание, Том 2, Раднор, Пенсильвания, Chilton Book Co., стр.

269-397.

Манн, В. (2001). Точность системы замера уровня ». Химическая обработка, 4 января.

Оуэн, Т. (1998) Преодоление препятствий при измерении уровня твердых частиц ». Журнал Control.

1 февраля.

Тили, П.J. (1999) Современный обзор методов измерения уровня жидкостей, сухих

твердых веществ, влажных твердых веществ и суспензий / паст. Руководство по процессу Aspen Technology: Slurry

Handling Volume 7 Part 6.

Tily, P.J. (2000) Руководство по выбору для измерения уровня влажных или сухих сыпучих материалов. Aspen

Технологическое руководство: Объем перевалки сыпучих материалов 7 Часть 4.

Является ли измерение объема реальной целью?

В любом приложении, где сухие сыпучие материалы хранятся в резервуарах, силосах и других емкостях, пользователям необходимо знать, сколько их находится внутри каждого контейнера по многим причинам:

  • Управление запасами сырья, промежуточной продукции и готовой продукции
  • Мониторинг и управление производственной мощностью для обеспечения гибкости производства
  • Обеспечение безопасной среды для людей, оборудования и окружающей среды

За последнее десятилетие технологии измерения уровня стали более универсальными, надежными и экономичными.Многие пользователи обновили ручные измерения и опросы по запросу до непрерывного автоматического измерения и контроля уровня. Преимущества этих улучшений включают улучшение инвентаризации и управления процессом, а также повышенную безопасность персонала, поскольку рабочим не нужно проверять, открывая и заглядывая в люки резервуара.

Эти улучшения были полезны для жидких продуктов, но не были забыты и пользователи порошковых и гранулированных ингредиентов. Соответствующие разработки позволили сделать аналогичные улучшения для измерения уровня твердых тел.

Измерение уровня твердого вещества по сравнению с жидкостью

При работе с жидкостью пользователю просто нужно измерить одно место на поверхности, потому что уровень в одном месте такой же, как и в любом другом месте. Это не относится к твердым веществам, где содержимое не оседает полностью (см. Рисунок 1), и уровень на пике может сильно отличаться от уровня в долине.

В зависимости от того, сколько материала может накапливаться перед скольжением — характеризуемого углом естественного откоса — и ширины емкости, разница между пиками и впадинами может достигать 100 процентов.В таблице 1 показан угол естественного откоса для типичных твердых материалов (плюс вода для сравнения, которая равна нулю).

Чтобы понять, как это влияет на работу, рассмотрим следующий пример: уровень в одном месте емкости может составлять 50 процентов, но непосредственно под точкой наполнения мог образоваться пик, достигающий 100 процентов. Глядя только на пик, можно предположить, что нельзя добавить дополнительный материал, поэтому емкость фактически заполнена.

Однако прямо над точкой опорожнения могла образоваться «крысиная нора», поэтому, когда оператор открывает сливной порт, ничего не выходит.В этот момент уровень фактически равен нулю, потому что удалить больше материала невозможно.

Средний уровень может находиться в диапазоне от нуля до 100 процентов, поэтому невозможно использовать какое-либо отдельное измерение уровня, чтобы судить о том, сколько материала находится в емкости. Вместо этого пользователь должен заботиться о максимальном уровне, минимальном уровне и общей громкости.

Технологии измерения уровня и объема твердых частиц

Когда подход пользователя переходит к измерению объема, а не уровня, можно применять различные технологии (см. Рисунок 2).Наиболее распространены радиолокационные (контактные и бесконтактные), ультразвуковые и звуковые (акустические).

Для сыпучих материалов радар обеспечивает максимальную универсальность:

  • Он обеспечивает быструю реакцию на изменения уровня, что делает его пригодным для управления процессами в режиме реального времени и обеспечения безопасности в режиме реального времени.
  • На скорость радара не влияют изменения в паровом пространстве, такие как влажность, температура, состав или давление / вакуум, что обеспечивает лучшую точность, чем технологии скорости звука.
  • При соответствующем нагреве или продувке радар может противостоять конденсации и пыльной среде.
  • Контактный радар (направленная волна) фокусирует энергию радара в волноводе, чтобы максимизировать мощность сигнала в сложных приложениях. Если контактный радар не может быть применен, например, если он заблокирован мешалкой или внутренними частями судна, бесконтактный радар часто может быть эффективно использован.
  • Радиолокационные волноводы и антенны доступны из сплавов, способных противостоять коррозионным элементам, а также очень высоким давлениям и температурам.
  • Радар редко подвержен помехам, потому что он использует частотный диапазон, в значительной степени невосприимчивый к шуму от двигателей, конвейеров или другого оборудования.
  • Контактный и бесконтактный радар знаком большинству пользователей из-за их широкого применения в измерении уровня жидкостей.

Ультразвук подходит для применений, в которых паровое пространство одинаково по составу, а температура остается относительно стабильной или регулируемой. Температура имеет решающее значение, потому что она влияет на скорость звука.Хотя ультразвуковые устройства не имеют широкого диапазона рабочих температур или диапазонов давления радара (ультразвуковые устройства вообще не работают в вакууме), они подходят для многих приложений, даже с агрессивной атмосферой.

Звуковые (акустические) конструкции похожи на ультразвуковые, но работают на более низких частотах. Эта характеристика особенно полезна в пыльных применениях, поскольку низкочастотные звуковые волны меньше поглощаются при прохождении сквозь пыль, чем высокочастотные звуковые волны (см. Рисунок 3).Короткие волны высокочастотных звуковых волн намного меньше, чем частицы пыли, поэтому вибрации поглощаются, а не передаются повторно. Более длинные волны низких частот более сопоставимы с размером частиц пыли, а вибрации происходят достаточно медленно, чтобы большая часть энергии передавалась от частицы к частице, а не поглощалась. Акустические устройства также могут быть самоочищающимися. Как драйвер громкоговорителя, они выбрасывают воздушные потоки, отгоняя частицы пыли от антенны.

Последним преимуществом более низкой частоты является более широкий угол луча. В жидкостных приложениях обычно предпочтительнее узкий угол луча, поскольку узкий луч может быть направлен во избежание ложных отражений. Это особенно важно, когда антенна устанавливается внутри высокого патрубка (или сопла), потому что отражения от внутренней стороны патрубка создают шум, который может подавить истинный сигнал, отраженный от жидкости.

В приложениях с твердыми телами, где целью является нанесение на карту как можно большей площади поверхности, предпочтителен широкий угол луча.Более широкие углы луча требуют, чтобы антенна устройства находилась внутри емкости, а не внутри желоба. Однако при правильной установке звуковые устройства могут отображать большую часть поверхности с меньшим количеством антенн. Даже при широких углах луча обычно требуется несколько антенн для получения полной карты поверхности от стены до стены в емкостях, бункерах и силосах широкой или неправильной формы (см. Рисунок 4).

Для создания трехмерной модели поверхности твердого тела вместо одного уровня устройству необходимо получить координаты по осям x, y и z в нескольких точках на поверхности.Подобно приемнику GPS, для этой триангуляции требуются как минимум три отдельные частоты вещания и приемные антенны. После получения подробной карты поверхности рассчитывается общий объем на основе известной формы сосуда. Общее разрешение и детализация поверхности зависят от количества точек измерения. Более высокое разрешение обеспечивает более точный расчет объема, но требует большей вычислительной мощности, что иногда требует внешней обработки данных.

Улучшение управления запасами

Хотя иногда они используются для управления технологическим процессом, большинство измерений объема твердых веществ в перерабатывающих отраслях используются для управления запасами, такими как сырье, промежуточные продукты и готовая продукция.Компании с плохим управлением запасами могут столкнуться с проблемами, если у них нет точного представления о том, что находится внутри всех этих контейнеров:

  • Производство замедляется или останавливается, когда заканчивается сырье.
  • Производство замедляется или останавливается, потому что все места для готовой продукции заполнены.
  • Входящие поставки сырья необходимо перенести из-за нехватки места для хранения.
  • Исходящие поставки продукции должны быть отложены, если запасы не соответствуют ожиданиям.

Если завод не может точно и надежно измерить объемы твердых материалов в различных емкостях, может возникнуть любой или все из этих сценариев. Некоторые пытаются компенсировать это дополнительным страховочным запасом, но это дорого. Как показано на Рисунке 5, затраты на поддержание запасов могут составлять 25 и более процентов в год от стоимости запасов, если на заводе уже имеется достаточное пространство для хранения. Необходимость увеличения складских площадей повлечет за собой капитальные затраты на суда, вспомогательную инфраструктуру и соответствующее погрузочно-разгрузочное оборудование.

Улучшенное онлайн-измерение объема, включая точную визуализацию пиков и впадин, снижает риски переполнения или истощения емкости. Со временем руководство обретает уверенность в сокращении страховых запасов, снижая затраты на инвентаризацию. Преимущество сокращения страховых запасов — снижение затрат на транспортировку. В таблице 2 показан пример расчета стоимости 20-процентного сокращения страхового запаса для емкости, содержащей карбонат кальция, исходя из 25-процентных годовых затрат на содержание.

Выводы

Поверхность твердого материала, содержащегося в емкости, обычно неровная, поэтому измерение уровня в одном месте на поверхности не дает много полезной информации.Самый важный шаг в построении более совершенной программы управления запасами — это переход к измерению объема, а не уровня.

Выбранная технология — радиолокационная, ультразвуковая, акустическая или другая — должна использоваться для измерения уровней в нескольких точках на поверхности и создания карты поверхности от стены до стены внутри емкости. Обладая достаточной детализацией, эта карта может обеспечить точный расчет объема и лучшую видимость независимо от пиков и впадин. Установка таких возможностей требует капитальных вложений, но прибыль, полученная за счет более эффективного управления запасами, может быстро окупить эти затраты.

Марк Менезес руководит подразделением Emerson Automation Solutions в Канаде, занимающимся измерением давления, температуры, уровня, расхода и коррозии. Менезес — инженер-химик из Университета Торонто со степенью магистра делового администрирования в York-Schulich. Он имеет 20-летний опыт работы в Emerson и 27 лет общего опыта в области автоматизации процессов. С ним можно связаться по адресу [email protected]

Emerson Automation Solutions

Измерительная трубка

vs.Труба для сыпучих материалов

При проектировании системы или замене компонента клапана обычно возникает вопрос: «В чем разница между трубой и трубой?» Не так уж много, но если вы запросите расценки на клапан для подключения к 4-дюймовой трубе, когда у вас действительно 4-дюймовая труба, ваш клапан не подойдет.

Пробирка используется для порошков, пеллет и гранул или в системе транспортировки с разбавленной фазой. Трубка может быть изготовлена ​​из нержавеющей стали, углеродистой стали или алюминия. Когда вы измеряете внешний диаметр, иначе обозначенный буквой «O.D. », вы получите точные размеры трубки. A 4 ″ O.D. Трубка — это именно та трубка, внешний диаметр которой составляет 4 дюйма.

Труба, с другой стороны, используется для абразивных материалов или для систем транспортировки плотной фазы. Труба также может быть изготовлена ​​из нержавеющей стали, углеродистой стали или алюминия. Что отличает его от трубы, так это исторический размер и толщина стенки трубы.

В начале 1900-х годов существовало только три толщины труб для труб, которые были отлиты из кованого железа двумя кусками: STD (стандартный вес), который позже стал известен как труба Schedule 40; XS (сверхпрочная), которая позже стала известна как труба Schedule 80; и XXS (двойной сверхпрочный), который позже стал известен как труба Schedule 160.После Второй мировой войны трубы производились из нержавеющей стали, что давало им меньший вес и меньшую толщину стенок. Так родились трубы Schedule 5 и Schedule 10.

Самыми распространенными толщинами в индустрии перевалки сыпучих материалов являются Schedule 10, Schedule 40 и Schedule 80.

Размер трубы сбивает с толку, потому что когда вы измеряете внешний диаметр 4-дюймовой трубы, на самом деле он составляет 4,5 дюйма. Каждая труба немного больше размера, указанного на этикетке, пока вы не достигнете 14 дюймов, и тогда размер трубы по спецификации фактически будет размером наружного диаметра.Первоначально на спецификационной трубе был указан размер внутреннего диаметра. Но по мере развития материала и толщины стен внутренний диаметр изменился. Наружный диаметр остался прежним, поэтому он мог соответствовать существующей старой трубе. Теперь, чтобы иметь некоторую форму согласованности, труба заказывается по измерению внешнего диаметра (пример: 4 ″), который является фиксированным значением, затем по графику (пример: график 40), который определяет толщину стенки.

В случае сомнений при заказе измерьте внешний диаметр трубы / трубы и внутренний диаметр трубы / трубы.Передайте эти измерения производителю клапана, который поможет вам определить, есть ли в вашей системе труба или труба. Они могут порекомендовать лучший размер клапана для вашей системы.

Контроль давления сыпучих материалов на дне хранилища с помощью DEM

Эта статья посвящена экспериментальной проверке математического вывода теории Янссена, которая описывает распределение давления внутри насыпного материала и распределение давления на стенках хранилищ.Экспериментальная проверка проводится двумя способами. Первый — это реальное измерение передачи нагрузки в цилиндре с сыпучим материалом, а второй аналогичен обнаружению передачи нагрузки посредством моделирования с использованием метода DEM. Цель состоит в том, чтобы сравнить результаты теоретических расчетов в соответствии с теорией Янссена с реальными измерениями и моделированием точно такой же модельной ситуации. В начале любого проектирования или оптимизации существующих транспортных или складских помещений наиболее важным является анализ сыпучих материалов в форме измерений физико-механических свойств.Здесь также описаны используемые методы анализа. Давление на дне контейнера для хранения между использованными методами показало незначительные различия. На основании этого вывода можно сделать вывод, что метод DEM является очень подходящим средством для проверки конструкции транспортных и складских помещений. Моделирование предоставляет важную информацию и идеи, которые также можно использовать для оптимизации существующих транспортных или складских помещений.

1 Введение

В прошлом проектировщикам приходилось полагаться исключительно на эмпирические расчеты и собственный опыт при проектировании складских помещений.В настоящее время существуют современные методы строительства, которые проверяют правильность использования проектирования, компьютерного моделирования и анализа напряжений. Таким образом устраняются критические ошибки проектирования, которые могут вызвать необратимые деформации или полное разрушение хранилищ в реальных условиях эксплуатации. С другой стороны, можно избежать строительства негабаритных складских помещений с помощью компьютерного моделирования. Это исследование сосредоточено на методе определения давления внутри хранилищ с помощью математического вывода, моделирования DEM и экспериментальной проверки.Для определения давления в цилиндре с сыпучим материалом и давления на структуру хранилищ нецелесообразно использовать закон Паскаля, который предполагает равномерное распределение давления во всех направлениях. Теория Паскаля не содержит никакой информации о структуре складских помещений, а хранимый материал характеризуется только плотностью (объемная плотность для сыпучих материалов) при расчете давления. Отсюда следует, что теория применима только для жидкостей и сыпучих материалов с углом внутреннего трения ϕ e , приближающимся к 0 .В прошлом теория Паскаля также использовалась для расчета давления в хранилищах сыпучих материалов с углом внутреннего трения ϕ e = (0 , 90 ), что приводило к значительному завышению размеров предлагаемые конструкции [1].

Теория Паскаля может быть выражена математически следующим образом:

(1) σ 1 знак равно σ 2 знак равно ρ s ⋅ грамм ⋅ час

где: σ 1 — вертикальное давление в сыпучем материале [Па]

σ 2 — горизонтальное давление в сыпучем материале [Па]

ρ с — насыпная плотность хранимого материала [кг · м −3 ]

г — ускорение свободного падения [м · с −2 ]

h — высота цилиндра для сыпучих материалов [м]

Более точной теорией вычислений для определения давления в насыпных материалах и давлений, действующих на структуру хранилищ, является теория Ренкина [1], которая также содержит ряд условий упрощения, e.г . сыпучий материал является некогерентным, однородным, изотропным, идеально дренированным и не учитывает трение о стенки. Вертикальное давление внутри насыпного материала определяется аналогично теории Паскаля [1] следующим образом:

(2) σ 1 знак равно ρ s ⋅ грамм ⋅ час

Горизонтальное давление в сыпучем материале определяется коэффициентом текучести k , который отражает важное значение

свойство материала — угол внутреннего трения ϕ e .

(3) k знак равно 1 — грех ⁡ ( ϕ е ) 1 + грех ⁡ ( ϕ е )

где

(4) р знак равно S о S

S — площадь поперечного сечения хранилища на участке исследуемого разреза [м 2 ]

o — окружность внутренней оболочки хранилища на участке исследуемого участка [м]

μ — коэффициент трения между хранимым материалом и внутренней поверхностью складского помещения [-]

(5) μ знак равно т грамм ϕ ш р

R — гидравлический вылет [м]

k — коэффициент текучести [-]

φ e — угол внутреннего трения []

Горизонтальное давление определяется соотношением:

(6) σ 2 знак равно σ 1 ⋅ k

Стандартная теория для расчета давления в хранилищах — это теория Янссена [1, 2, 3, 4, 5, 6].Стандарт вычислений согласно этой теории был включен в следующий стандарт:

ČSN (Чешский национальный стандарт) 73 5570 Проектирование конструкций для складских помещений, которое в настоящее время не действует и было заменено стандартом ČSN EN 1991-4 ed. 2 Еврокод 1: Нагрузка на конструкции [7].

Стандартизированный расчет в соответствии с теорией Янссена [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7] включает информацию о структуре хранилища, а также очень важную информацию о хранящемся материале, то есть о механических и физических свойствах.Базовый расчет горизонтального давления на конструкцию хранилища дается соотношением Ур. (7) [1].

(7) п час знак равно γ ⋅ р μ ⋅ 1 — 1 е μ ⋅ K ⋅ час р γ

𝛾 — объемный вес [Н · м −3 ]

(8) γ знак равно ρ s ⋅ грамм ϕ ш

ϕ w — угол внешнего трения между хранящимся материалом и внутренней поверхностью пространства для хранения []

K — степень бокового давления [-]

(9) K знак равно 1.1 ⋅ ( 1 — грех ϕ е ) час

h — высота материала от наивысшей точки хранилища до исследуемого сечения [м]

Вертикальное давление на конструкцию хранилища определяется соотношением:

(10) п v знак равно п час K

Напряжение сдвига, действующее в вертикальном направлении на внутреннюю периферийную поверхность конструкции хранилища, определяется по формуле:

(11) п ш знак равно п час ⋅ μ

На рисунке 1 показан контейнер, характеризующий устройство для хранения, показывающий давление сыпучего материала, действующего на стенки и дно устройства для хранения.

Рисунок 1

Давление внутренних стенок хранилища.

2 Материалы и методы

2.1 Модель

Расчет давлений, действующих на внутренние поверхности хранилища, выполняется в соответствии с математической моделью теории Янссена, описанной выше. Математический вывод применяется к хранилищу модели, которое показано на рисунке 2.Хранилище имеет диаметр D = 0,1 м и высоту h = 0,44 м. Внутренняя поверхность накопителя изготовлена ​​из ПВХ материала с шероховатостью поверхности Ra = 12,5 мкм.

Рисунок 2

Схема хранения модели

2.2 Материал

Складываемый материал представляет собой стеклянные шарики диаметром d = 3 мм, которые засыпаются в емкость для хранения до полного ее заполнения.Для математического определения давлений на структуру контейнера для хранения необходимо знать некоторые основные механические и физические свойства, присутствующие в примерах теории Янссена. Это объемная плотность, угол трения стенки между хранящимся материалом и внутренней поверхностью области хранения и угол внутреннего трения. На рис. 3 показан образец стеклянных шариков, использованных в эксперименте.

Рисунок 3

Изображение хранимого материала

2.3 Насыпная плотность

ρ с

Насыпная плотность была измерена с использованием упрощенного объемного метода. Насыпная плотность основана на известном объеме V = 0,0005 м 3 неплотно налитых стеклянных шариков и известном весе нетто данного объема м Vk = 0,798 кг. Измерение повторяют не менее 10 раз. Расчет объемной плотности выполняется в соответствии с формулой. (12).

(12) ρ s знак равно м V k V

Расчетный результат объемной плотности: ρ с = 1596 кг · м 3 .

2.4 Угол трения стенки

ϕ w

Измерение угла трения стенки проводилось на прямолинейном срезном станке Jenike. Угол трения стенки определяет степень потери работы при перемещении сыпучего материала через твердый контактный материал. Контактным материалом в этом случае является особо упрочненный ПВХ-материал, который составляет внутреннюю часть хранилища [8]. Эти значения указывают на преодоление минимальной степени энергии смещения материала по используемому затвердевшему ПВХ.Угол трения стенки между стеклянными шариками диаметром d = 3 мм и внутренней поверхностью складского помещения, который изготовлен из материала ПВХ, шероховатость поверхности Ra = 12,5 мкм измеряли на линейной машине для резки Jenike. . Угол трения стенки составляет ϕ w = 13 ,1∘ .

2,5 Угол внутреннего трения

φ e

Угол внутреннего трения был измерен на приборе для испытания на сдвиг по кольцу Шульце.Принцип измерения угла внутреннего трения заключается в измерении зависимости силы сдвига от времени, которая необходима для деформации объемного тела в камере сдвига через зону сдвига при нормальной нагрузке для заданной плотности сыпучего материала. . Плотность для данного измерения достигается за счет уплотнения (уплотнения) с определенной силовой нагрузкой. Сдвигающее усилие прикладывается путем вращения ячейки устройства, а крутящий момент передается двумя стяжными стержнями, которые закреплены на крышке срезной крышки во время испытания на вращение по Шульце.Угол внутреннего трения определяет степень потери внутренней работы. Во время перемещения материала это влияет на состав образца с точки зрения представления отдельных фракций, формы частиц и их связей [9, 10]. Угол внутреннего трения стеклянных шариков диаметром d = 3 мм составляет φ e = 26 .

Таблица 1
h [мм] ph [Па] pv [Па]
0 0 0
40 347 560
80 624 1006
120 844 1361
160 1019 1644
200 1158 1868
240 1269 2047
280 1357 2189
320 1428 2303
360 1484 2394
400 1528 2465
440 1564 2523

2.6 Давление в хранилище

Внутри хранилища, показанного на рисунке 4, вертикальное давление действует на дно контейнера для хранения p v , а горизонтальное давление действует на внутреннюю периферийную поверхность контейнера для хранения p h , которые являются предмет выводов.

Рисунок 4

Изображение давлений, действующих внутри хранилища

В таблице 1 приведены значения давлений, действующих внутри хранилища для различной глубины материала х .

На рис. 5 показано соотношение давлений, действующих на внутренние стенки хранилища. На рисунке показано изменение горизонтального давления p h и вертикального давления p v . Для сравнения с экспериментальной частью мы

Рисунок 5

Теоретические зависимости давления внутри хранилища

в дальнейшем будет интересовать только максимальные значения горизонтального и вертикального давления, рассчитанные на дне контейнера для хранения.

Горизонтальное давление на высоте h = 0,44 м: p h = 1564 Па

Вертикальное давление на высоте h = 0,44 м: p v = 2523 Па

2.7 Эксперимент

Экспериментальная часть фокусируется на измерении фактического давления хранимого материала, в данном случае стеклянных шариков диаметром d = 3 мм, действующих на внутреннюю структуру контейнера для хранения.Схема измерительного стенда показана на рисунке 6 а), а реальный измерительный стенд показан на рисунке 6 б). Экспериментальное измерение сосредоточено только на измерении вертикального давления p v , действующего на дно контейнера для хранения.

Рисунок 6

Схема измерительного стенда: а) схема измерительного стенда, б) реальный измерительный стенд

Измерительная стойка состоит из четырех основных частей: контейнера для хранения, подвижного дна, измерительного груза, компьютера.

Контейнер для хранения надежно прикреплен к основанию. Подвижное дно размещается на нижнем крае контейнера для хранения, так что обеспечивается минимальный зазор между внутренним краем контейнера для хранения и внешним краем подвижного дна. Зазор устанавливается таким образом, чтобы хранящиеся стеклянные шарики диаметром d = 3 мм не просыпались. Подвижное дно помещается на весы, подключенные к компьютеру, который обрабатывает измеренные значения веса стеклянных шариков, помещенных в контейнер для хранения и оказывающих давление на подвижное дно.Диаметр подвижного днища D = 0,1 м.

2.8 Порядок измерения

Стеклянные шарики диаметром d = 3 мм насыпали до верхнего края подготовленной емкости для хранения объемом V exp = 0,00345 м 3 . Масса нетто залитого количества бус на складе составляет м Vkexp = 5,518 кг. После стабилизации измеренного веса значения были записаны на ПК.Вся процедура повторялась 10 раз в одних и тех же условиях.

Насыпная плотность, рассчитанная на основе известного веса нетто налитых стеклянных шариков м Vkexp и известного объема хранения V exp , составляет:

(13) ρ е Икс п знак равно м V k е Икс п V е Икс п

Расчетный результат объемной плотности: ρ exp = 1599 кг · м 3 .

Сравнение насыпной плотности ρ = 1596 кг · м −3 с из уравнения. (12) и ρ exp = 1599 кг · м −3 из уравнения. (13) показывает минимальную разницу в расчетных значениях. Эта неточность возникла при измерении величин, необходимых для самого расчета.

Полученные значения измеренных масс м стеклянных шариков, оказывающих давление на подвижное дно контейнера для хранения, приведены в таблице 2.

Таблица 2

Вес стеклянных шариков, оказывающих давление на подвижное дно

Номер Масса, м [кг] Средний вес м d [кг]
измерение 1 0,1935 0,1925
2 0.199
3 0,195
4 0,1935
5 0,185
6 0,195
7 0,189
8 0.197
9 0,191
10 0,187

Расчет максимального вертикального давления p vexp действует на подвижное основание диаметром D = 0,1 м согласно формуле. (14). Максимальная измеренная масса м 2 = 0,199 кг из таблицы 2 была использована для расчета максимального вертикального давления p vexp .

(14) п v е Икс п знак равно м 2 ⋅ грамм π ⋅ D 2 4

Расчетный результат вертикального давления: p vexp = 2485 Па.

2.9 Поверка методом моделирования с помощью матрицы высот

Вторая проверка математического вывода теории Янссена выполняется с использованием метода моделирования DEM (Discrete Element Modeling) [12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19], который основан на вычислении взаимных взаимодействия частиц, высыпанных в хранилище. Такие параметры, как давление, сила, скорость, крутящий момент и т. Д., Могут быть получены с помощью моделирования DEM. Эти параметры, полученные из моделирования DEM, могут успешно использоваться и применяться в других вычислительных моделях приложений для транспортировки и хранения, таких как, например, конвейерная лента [20, 21].Существуют исследования по проблеме процессов хранения, опубликованные, например, в литературе [14, 15]. Авторы сосредоточили внимание на моделировании модели DEM поведения сыпучих материалов при заполнении или опорожнении складских помещений. В этих публикациях динамические изменения давления в хранилищах определялись с помощью моделирования DEM в зависимости от различных рабочих условий процессов хранения. В их DEM-моделировании используются различные комбинации контактных моделей. В этом случае для расчета модели DEM использовалась контактная модель Герца-Миндлина [22].Фактическое моделирование осуществляется с помощью компьютерной программы EDEM Academic. В программу введены два основных элемента. Первый — это трехмерная модель хранилища, которая имеет точно такие же размеры и физические характеристики, что и реальный контейнер для хранения, используемый для экспериментальных измерений. Трехмерная модель хранилища показана на рисунке 7a). Вторые доминирующие компоненты вошли в

Рисунок 7

а) 3D модель хранилища, б) модель стеклянной частицы

имитация — это механические и физические свойства стеклянных шариков диаметром d = 3 мм.Модель стеклянной частицы, созданной в программе EDEM Academic, показана на рисунке 7b).

Свойства материала и параметры взаимодействия определены на основании измерений или взяты из литературы [14, 23]. В таблице 3 представлены общие характеристики отдельных контактных материалов, использованных в эксперименте. В таблице 4 приведены параметры взаимодействия стеклянных шариков с другими контактными материалами. На протяжении всего эксперимента стеклянные шарики находятся в статическом положении.Связь взаимодействия, влияющая на результаты измерений, — это только коэффициент статического трения между стеклянными шариками и внутренней стенкой хранилища из ПВХ.

Таблица 3

Входные параметры для измерения сил в EDEM Academic

Материал контактов
ПВХ Стекло Сталь
Коэффициент Пуассона μ 1 [-] 0.39 0,23 0,3
Модуль сдвига G [Па] 9 · 10 8 3 · 10 10 8,4 · 10 10
Плотность ρ [кг · м −3 ] 1780 2082 7850
Таблица 4 Входные параметры

, обнаруженные лабораторными измерениями для EDEM Academic

Взаимодействие с: Стеклянные бусины
ПВХ Стекло Сталь
Коэффициент возмещения 0.93 0,5 0,5
Коэффициент трения покоя 0,32 0,58 0,3
Коэффициент трения качения 0,004 0,01 0,01

Сгенерированные частицы в модели хранилища с закрытым дном заполняют контейнер для хранения до верхнего края.В полном хранилище 152 699 стеклянных бусин диаметром d = 3 мм. Общая сила, действующая на дно контейнера для хранения, определяется весом стеклянных шариков, помещенных во внутреннее пространство для хранения. Это среднее значение общей силы было вычтено из выполненного моделирования ЦМР из десяти повторений. Среднее значение общей силы, действующей на дно хранилища, составляет F DEM = 19,2 Н. Устойчивая зависимость общая сила, действующая на дно контейнера для хранения, показана на рисунке 8.На картинке видно, что заполнение емкости для хранения заняло примерно 10 с.

Рисунок 8

Зависимость суммарной силы, действующей на дно контейнера для хранения

Расчет максимального вертикального давления p vDEM , действующего на дно емкости для хранения диаметром D = 0,1 м.

(15) п v D E M знак равно F D E M π ⋅ D 2 4

Расчетный результат вертикального давления: p vDEM = 2444 Па.

В Таблице 5 сравниваются значения вертикального давления, полученные с помощью трех методов: теоретического расчета Янссена, реального эксперимента и моделирования ЦМР. Значения сравнения демонстрируют высокую схожесть, что подтверждает тот факт, что метод моделирования ЦМР можно рассматривать как надежный инструмент при проектировании не только хранилищ. Следует отметить, что точность моделирования DEM и правдоподобность результатов зависят в основном от точности входных параметров, вводимых в среду моделирования, таких как материал и физические свойства модели, физико-механические свойства массива. материал и параметры взаимодействия.

Таблица 5

Сравнение вертикального давления, действующего на дно контейнера для хранения

p v p vexp p vDEM
Вертикальное давление [Па] 2523 2485 2444

3 Заключение

В этой работе моделирование DEM и эксперимент были использованы для проверки математического вывода теории Янссена. На первом этапе формы волны давления, действующего на внутренние стенки контейнера для хранения, были рассчитаны с использованием вывода Янссена .Вертикальное давление, действующее на дно контейнера для хранения согласно расчету, составляет p v = 2523 Па, а горизонтальное давление, оказываемое на внутреннюю стенку хранилища в самой нижней точке, которая находится на глубине h . = 0,44 м, составляет p h = 1564 Па. Затем последовал практический эксперимент на реальном контейнере для хранения, контролирующий только вертикальную составляющую давления p vexp , действующую на дно хранилища.Значение максимального давления составляет p vexp = 2485 Па. Вторая проверка теории Янссена была проведена посредством компьютерного моделирования с использованием метода DEM в программе EDEM Academic. Результирующее вертикальное давление, действующее на дно хранилища, соответствует p vDEM = 2444 Па. Результаты отдельных методов показали минимальные различия. Полученные различия могут быть связаны с неточностями в проведении экспериментов или в определении входных параметров для метода DEM.Можно сказать, что метод DEM является очень полезным инструментом для проверки конструкции транспортных или складских помещений. Проверяя проект с помощью DEM, можно обнаружить скрытые дефекты или нефункциональные части технологии до того, как будет изготовлен дорогостоящий прототип.

Работа выполнена в рамках проектов LO1404: Устойчивое развитие Центра ENET, Инновационные и аддитивные технологии производства — новые технологические решения для 3D-печати металлов и композиционных материалов, рег.нет. CZ.02.1.01 / 0.0 / 0.0 / 17_049 / 0008407 финансируется структурными фондами Европейского Союза SP2019 / 115: Исследования в области оптимизации проектирования процессов транспортировки и хранения с использованием испытательного оборудования и методов моделирования и факультета машиностроения.

Ссылки

[1] Зегзулка Дж., Механика сыпучих материалов, Версия 1, 2004 г., Острава: VSB — Технический университет Остравы Искать в Google Scholar

[2] Сперл М., Эксперименты по давлению кукурузы в ячейках силоса. перевод и комментарий статьи Янссена за 1895 г., Granular Matter, 2006, 8 (2), 59-65.Искать в Google Scholar

[3] Чанд Р., Хасхели М.А., Куадир А., Сандали Ю., Ши К., Влияние спонтанной перколяции на кажущуюся массу в нижней части гранулированной колонки Янссена, Physica A: Statistical Mechanics and его приложение, 2014, 393, 96-100. Поиск в Google Scholar

[4] Ванель Л., Клеман Э., Проверка давления и колебания в нижней части гранулированной колонки, The European Physical Journal B, 1999, 11 (3), 525-533. Искать в Google Scholar

[5] Wojcik M., Тейчман Дж., Кучинска Н., Ф.Э. анализ влияния жесткости объемного твердого тела на изгиб металлических цилиндрических силосов, 8-я Международная конференция по транспортировке и обращению с твердыми частицами Тель-Авив (Израиль), 2015 г., май. Искать в Google Scholar

[6] Казанцев А.А., Клишин С.В., Ревуженко А.Ф., О давлении сыпучего материала на дно и стенки барабана, Прикладная механика и материалы, 2014, 682, 375-379. Искать в Google Scholar

[7] ČSN EN 1991-4 ed. 2 (730035) Еврокод 1: Несущие конструкции.Прага: Чешское бюро стандартов, метрологии и испытаний, 2013, 97 стр. Чешский технический стандарт. Поиск в Google Scholar

[8] Пиллай Дж. Р., Брэдли МСА, Берри Р. Дж., Сравнение углов трения стенок, измеренных с помощью онлайн-тестера трения стенок и тестера трения стенок Jenike, Powder Technology, 2007, 174, 64-70 . Поиск в Google Scholar

[9] Шульце Д., Циклическое испытание на кольцевых тестерах сдвига, Advanced Powder Technology, 2011, 22 (2), 197-202. Искать в Google Scholar

[10] Schulze D., Текучесть порошков и сыпучих материалов Поиск в Google Scholar

[11] Доступно по адресу: http://www.dietmar-schulze.de/grdle1.pdf Искать в Google Scholar

[12] Кобылка Р., Хорабик Дж. ., Моленда М., Развитие волны разрежения при инициировании разряда в моделировании хранилищегесило-ЦМР, Партикуология, 2018, 36, 37-49. Искать в Google Scholar

[13] Кобылка Р., Моленда М., Хорабик Дж., Нагрузки на диски, конусы и цилиндры зернового силоса: эксперимент и анализ ЦМР, Powder Technology, 2019, 343, 521-532.Искать в Google Scholar

[14] Гонсалес-Монтельяно К., Гальего Э., Рамирес-Гомес А., Аюга. Ф., Трехмерные модели дискретных элементов для моделирования заполнения и опорожнения силосов: Анализ численных результатов, Компьютеры и химическая инженерия, 2012, 40, 22-32. Искать в Google Scholar

[15] Цзи С., Ван С., Пэн З., Влияние внешнего давления на поток гранул в цилиндрическом бункере на основе метода дискретных элементов, Powder Technology, 2019, 356, 702-714. Искать в Google Scholar

[16] Gallego E., Фуэнтес Дж. М., Вичек Дж., Вильяр Дж. Р., Аюга Ф., Анализ DEM потока и трения сферических частиц в стальных силосах с гофрированными стенками, Powder Technology, 2019, 355, 425-437. Искать в Google Scholar

[17] Кобылка Р., Моленда М., ЦМР моделирование нагрузок на препятствие, прикрепленное к стене модельного зернохранилища, и возмущения потока вокруг препятствия, Powder Technology, 2014, 256, 210-216 . Искать в Google Scholar

[18] Кобылка Р., Моленда М., ЦМР моделирование нагрузок на препятствие, прикрепленное к стене модельного зернохранилища, и возмущения потока вокруг препятствия, Powder Technology, 2014, 256, 210-216 .Поиск в Google Scholar

[19] Чжу Х.П., Чжоу З.Й., Ян Р.Й., Ю А.Б., Моделирование систем твердых частиц с помощью дискретных частиц: обзор основных приложений и результатов, Химическая инженерия, 2008, 63 (23), 5728-5770 . Искать в Google Scholar

[20] Федорко Г., Иванко В., Мольнар В., Моделирование взаимодействия конвейерной ленты с формовочными валками, Procedure Engineering, 2012, 48, 129-134. Искать в Google Scholar

[21] Мольнар В., Федорко Г., Хусакова Н., Крал Дж., Фердинус М., Модель расчета энергии выходного конвейера с применением передаточного желоба с демпфирующей пластиной, Механика, 2016, 7 (2), 167-177. Поиск в Google Scholar

[22] Ренцо А.Д., Майо Ф.П.Д., Сравнение моделей контактных сил для моделирования столкновений в кодах гранулированных и потоков на основе DEM, Chemical Engineering Science, 2004, 59 (3), 525-541. Поиск в Google Scholar

[23] Розброй Дж., Моделирование (ЦМР) движения твердых частиц в шнековом конвейере в приложении к конструкции вертикального шнека (кандидатская диссертация), 2013 г., Острава, VSB-Технический университет Остравы.Искать в Google Scholar

Поступила: 26.08.2019

Принято: 13.10.2019

Опубликовано в сети: 18.12.2019

© 2019 D. Žurovec et al ., Опубликовано De Gruyter, опубликовано De Gruyter

Это произведение находится под международной лицензией Creative Commons Attribution 4.0.

Определение характеристик и методы определения сыпучести металлических порошков

Распределение частиц по размерам и форма частиц

Распределение частиц по размерам первых пяти металлических порошков показано на рис.5. Значения показаны в Таблице 2.

Рисунок 5

Распределение частиц по размерам тогдашних металлических порошков.

Таблица 2 Характеристические значения гранулометрического состава металлических порошков.

Согласно параметрам, приведенным в таблице 2 и на рис. 5, титановый порошок, d90 которого равен 452 мкм, имеет наибольший размер частиц. Другие металлические порошки достигают максимума 200 мкм для параметра d90. Мельчайшие частицы содержатся в цинковом порошке. Интервал S указывает ширину гранулометрического состава.Наиболее заметным является S для порошка марганца (таблица 2 и рис. 5). Симметричное распределение частиц по размерам очевидно в порошке цинка и порошке железа. Микроскопические и СЭМ-фотографии, показанные на фоне графиков возникновения статического ЗО, соотв. AIFE (рис. 6, 7, 10, 11 соответственно) соответствующим образом дополняет всю вышеупомянутую информацию. Например, порошок титана содержит более крупные частицы, некоторые имеют дендритную форму (рис.12), порошок марганца содержит частицы с острыми краями разных размеров (S = 2.5) (рис.11). В случае порошка марганца зазоры между более крупными частицами могут быть заполнены более мелкими (возможность увеличения плотности упаковки / доли упаковки). Порошок нержавеющей стали содержит отдельные частицы, форма которых очень близка к сферической. Оловянный порошок характеризуется частицами, имеющими форму эллипсоидов (рис. 11). Бронзовый порошок состоит из смеси форм от менее правильной до правильной. Интервал также может быть одним из параметров, которые точно характеризуют сыпучесть металлических порошков 44,51 .Предельное значение принято S = 1,5. Порошки, имеющие значение S ниже этого предельного значения, показывают хорошие свойства текучести (группа 1), тогда как порошки со значением S выше 1,5 (группа 2) демонстрируют несколько худшие свойства текучести (S 1,5). Из таблицы 2 ясно, что металлический порошок 316L, порошок Zn, порошок Cu, порошок Fe и порошок Ti должны демонстрировать отличную текучесть. Остальные пять металлических порошков затем будут отнесены к группе 2 с более низкими характеристиками текучести. Эта оценка носит только ориентировочный характер, и необходимо также оценивать поток с использованием других методов, перечисленных ниже.

Рис. 6

Возникновение статического ЗО для шести металлических порошков.

Рис. 7

Возникновение статического ЗО еще для четырех металлических порошков.

Текучесть металлических порошков

Статический AOR (Zenegero)

Оценка текучести 10 образцов металлических порошков в соответствии с AOR вместе со значениями приведена в таблице 3. AOR — это среднее значение из десяти измерений, каждый из которых содержал оценку 8 углов.Сформированные порошковые конусы всех образцов показаны на рис. 6 и 7.

Таблица 3 Статический AOR со стандартным отклонением измерения (σ sd ) и классификация свойств текучести в соответствии с таблицей 1 для отдельных металлических порошков.

Согласно таблице 1, характер текучести также был включен в таблицу 3. Испытанные металлические порошки можно разделить на две группы, где 5 порошков попадают в группу с очень хорошими свойствами текучести, а другие порошки группы 5 — в группу подходящий, средний режим потока.Обязательным условием перехода группы металлических порошков в свободнотекучий режим является наличие сферической или почти сферической формы частиц. В случае частиц железа с более шероховатой поверхностью, размером примерно до 200 мкм, это также относится к приблизительно сферической форме. Вторая группа, характеризующаяся проходимым средним потоком, включает частицы с более широким гранулометрическим составом, где возможно большее количество взаимных контактов. Таким образом, более плотное расположение было получено путем заливки в формацию конуса (рис.7 — порошок Ti, рис. 6 — порошок Mn). Для образцов с частицами с острыми краями и более вытянутой формы (порошок Cu, Mn и бронзы) очевидно, что значение AOR увеличивается с уменьшением их среднего размера частиц. Более высокие значения AOR (бронза, порошок Ti и Mo) также косвенно указывают на усиление AIFE и взаимное блокирование частиц.

Однако можно констатировать, что пока невозможно обеспечить общую зависимость (функцию) между первичными свойствами частиц металлического порошка (размером, формой частиц, структурой поверхности) и свойствами текучести в соответствии с AOR.Количественная оценка потока на основе ЗО не дает достаточных выводов. Для получения более точных выводов необходимо также использовать другие методы, указанные ниже.

Dynamic AOR

На рисунках 8 и 9 представлены сводные данные измерений динамического угла естественного откоса (DAOR). Большинство образцов демонстрировали характер (далее символ 1) увеличения средних значений измеренных углов при увеличении частоты вращения от 0,2 до 0,6 Гц. На рисунке 8 показаны все образцы, то есть металлический порошок 316L, Sn, Ti, Fe и порошок бронзы, а на рис.9 это порошок Al и Cu.

Рисунок 8

DAOR для первых пяти металлических порошков.

Рисунок 9

DAOR для еще пяти металлических порошков.

Наибольшие суммарные различия значений средних углов для скоростей вращения от 0,2 до 0,6 Гц были измерены для образца металлического порошка 316 L. Изменение характера потока также можно было наблюдать с увеличением частоты вращения, от перекатывающегося движения с частотой 0,2 Гц до каскадного движения с частотой 0,6 Гц. Среднее значение угла от трех парциальных скоростей было с высоким стандартным отклонением, а именно 49.4 ° ± 9 °. Наименьшее различие значений средних углов для материалов символа 1 обнаружено для образца порошка Sn. Среднее значение углов имело наименьшее отклонение — 44,8 ° ± 1,5 °. Таким образом, наилучшая общая динамическая стабильность текучести была определена для порошка олова для материалов типа 1. Наблюдая за характером потока во время измерения DAOR, стабильность также может быть подтверждена при постоянном перекатывающем движении на всех тестируемых частотах. Наиболее существенно характер течения менялся с увеличением частоты порошка Al.На более низких частотах порошок Al проявлял перекатывающееся движение, и постепенно появлялось даже катарактальное движение.

Порошковый материал Мо (образец) (рис. 9) вообще не соответствовал критерию символа 1. Явление носило скорее противоположный характер и в дальнейшем именовалось «характер 2». Суммарное среднее значение угла от заданных скоростей составило 42,3 ° ± 3,2 °. Отклонение не было ни очень низким, ни слишком большим по сравнению с другими образцами.

Наименьшие изменения измеренных углов для отдельных скоростей от 0.От 2 до 0,6 Гц для всех образцов отображал образец порошка Zn, который имел среднее значение из трех скоростей вращения 34 ° ± 0,5 °. Из-за небольшого отклонения эта стабильность значений углов при изменении частоты вращения получила название символа 3.

Образец порошка Mn попал в категорию символа 2 с общим средним значением угла 33,5 ° ± 3,9 °. после изменения частоты. В основном это было связано с величиной отклонения угла.

В случае, когда отдельные скорости оцениваются отдельно, для частоты 0.2 Гц наименьшее отклонение для образца порошка Мо составило 46,7 ° ± 1,4 °. Наибольший для порошка Sn 42,8 ° ± 5,1 °. Для 0,4 Гц наименьшее отклонение для порошка Mn составило 30,3 ° ± 1,3 °, а наибольшее для порошка Sn было 45,3 ° ± 4,2 °. Для 0,6 Гц наименьшее отклонение для металлического порошка 316 L составило 58,9 ° ± 2,3 °, а наибольшее отклонение для порошка Sn составило 46,4 ° ± 4,7 °.

Хотя образец порошка Sn оказался наиболее стабильным по характеру 1 в целом с динамической точки зрения, он имел самые высокие отдельные угловые отклонения для отдельных частот вращения.Наименьшие угловые отклонения наблюдались при скорости 0,2 Гц для порошков Mo и Mn. На частоте 0,4 Гц это было для порошков Mn и Zn. Наконец, при 0,6 Гц для металлического порошка 316 L и порошка Ti. При частоте 0,6 Гц порошок Mo оказался на третьем месте, а порошок Mn — на четвертом. Из данных измерений можно сделать вывод, что такие материалы, как порошок Mo и Mn, демонстрируют хорошую динамическую стабильность на частичных частотах используемого барабана. Хотя образец порошка Sn показал самые большие отклонения с точки зрения общего динамического поведения на частичных частотах вращения, он также показал хорошую угловую стабильность.

С общей точки зрения стабильности динамического процесса был обнаружен один образец «символа 3» (очень стабильный), и это был порошок Zn. Стабильность динамики потока Zn также можно наблюдать по показанному качению, которое имело место на всех испытанных частотах (рис. 9). Вторым наиболее стабильным материалом оказался порошок Sn с характеристикой 1. Следующими на очереди идут порошок Mn и порошок Mo.

Наибольшее количество мельчайших частиц из всех образцов d90 было измерено для порошка Zn.Вопрос в том, как это свойство может повлиять на пластичность уровня материала при динамическом течении во вращающемся цилиндре используемых размеров. Другие материалы, такие как порошок Sn, порошок Mn и порошок Mo, также имели d90 до 100 мкм. С точки зрения динамического поведения во вращающемся цилиндре эти материалы наиболее близки друг к другу по своему поведению (устойчивости). Между тем, индексы текучести ffc и значения углов потока AOR отделяют порошок Zn и Sn от порошков Mn и Mo в соответствии с их оценкой (Таблица 5, Свободная текучесть vs.Легко текучий).

Что касается значений углов, то наименьший угол оказался со скоростью 0,2 Гц для образца порошка Zn и порошка металла 316 L. Наибольший угол был тогда для порошка Cu и Al. Для 0,4 Гц наименьший угол был для порошков Mn, Zn и наибольший для порошков Ti, Cu. Для 0,6 Гц наименьший угол был для порошков Mn, Zn и наибольший для порошков Al, Cu. Образец порошка Zn чаще всего встречается среди наименьших значений. Что касается текучести и AOR отобранных образцов, порошок цинка относится к числу образцов с лучшими текучестью.

Процедуры сдвиговых ячеек — AIFE и индекс потока

AIFE были определены на основе трех обычно используемых устройств: RST, PFT и FT4. Полученные данные представлены на рис. 10, 11 и таблица 4.

Рисунок 10

Возникновение AIFE для первых шести металлических порошков.

Рис. 11

Возникновение AIFE еще для четырех металлических порошков.

Таблица 4 AIFE со стандартным отклонением измерения для трех устройств со срезными кольцами.

На рисунках 10 и 11 показаны диапазоны измеренных значений от RST, PFT и FT4.Во всех случаях испытаний металлического порошка, кроме алюминия, диапазон абсолютных значений был самым низким в случае машины PFT. Вероятно, это связано с методологией оценочного программного обеспечения. Наибольшие (наиболее выраженные) вариации значений эффективных углов AIFE для металлических порошков были достигнуты по результатам на станке FT4. В случае алюминиевого порошка такую ​​значительную ширину, вероятно, можно объяснить тем, что это легкий мягкий металл, и его (пластическая) деформация может легко происходить.В случае титанового порошка, который содержит 90% частиц размером до 452 мкм, можно сделать вывод, что значительный разброс значений эффективных углов определяется именно размером и формой частиц. Во время измерения более крупные частицы титана вклиниваются в пространство между стеклянным цилиндром и измерительной крыльчаткой (срезной головкой). Хотя это пространство имеет размер 1 мм (рис. 4), форма частиц титана допускает такое расположение, которое вызывает увеличение сопротивления крыльчатки направлению движения и, следовательно, также увеличение напряжения сдвига.

На рисунках 11 и 12 также показаны SEM-изображения AIFE из RST, PFT и FT4. Сферическая, овальная и гладкая формы были наиболее выражены у образцов металлического порошка 316 L, Zn, Sn, Al (рис. 11). Эти формы оказали большое влияние на значения AIFE, которые попали в нижнюю область (316L, Zn). На рисунке 12 показаны образцы, которые из-за своей формы зерна попали в более высокую область с точки зрения значений AIFE. На более высокие значения AIFE в исследованных образцах повлияла сложность формы отдельных частиц.

Рисунок 12

Сравнение AIFE между FT4, RST, PFT для испытанного металлического порошка.

Испытанные металлические порошки были разделены на три группы — нижняя, средняя и верхняя области (рис. 12) согласно соответствующим конкретным значениям AIFE. Нижняя область соответствует значениям самых низких измеренных значений AIFE (металлический порошок 316L, порошок Zn, Sn), средняя область — значениям в диапазоне примерно 32–37 ° (Al, Cu и Mn), последняя более высокая область, чем все более высокие углы (Fe, бронза, Ti и Mo).

Из рис. 12 видно, что наименьшие различия между измеренными значениями AIFE находятся в средней области. Наибольшая разница, т.е. 2 °, в этой области наблюдается между RST и PFT для образца порошка Mn. В случае группы металлических порошков, расположенных в нижней части, слой порошка разрыхляется на FT4 (стандартизация) подготовки образца во время фактического измерения (часть измерения). Рабочее колесо этого устройства проходит через весь слой порошка в образце, и исследуемый порошок разрыхляется, и обработка образца унифицируется перед фактическим измерением зависимости сдвигового трения от нормальной нагрузки.Таким образом, FT4, вероятно, показывает меньшие значения AIFE из-за этапа разрыхления (аэрации), когда наибольшая разница в 4,5 ° в образце порошка Zn находится между FT4 и PFT. Для большей площади очевидно (рис. 12), что наибольшая разница в 7,8 ° наблюдается для образца порошка Ti, опять же между станками FT4 и PFT. Однако, в отличие от нижней области, в верхней области FT4 показывает более высокие значения, чем PFT. Это явление, вероятно, связано с конструктивными различиями используемых ячеек (рис. 4). Исходя из различий в результатах AIFE, определенных на разных устройствах, необходимо обратить внимание на точность результатов измерений в зависимости от отклонения измеренных значений (см .: гауссовы формы сигналов на рис.10 и 11) и во время измерения наклонитесь к машинам, которые показывают наименьшие отличия средних значений от измерений между собой. В этой средней области можно увидеть (рис. 12), что для порошкового материала Al это разница в 0,3 ° между PFT – RST, для порошкового материала Cu это FT4 – RST с разницей в 0,3 ° и для порошкового материала Mn это FT4 – PFT с разницей 0,7 °.

Большой разброс значений на рис. 11 для титанового порошка указывает на то, что FT4 менее подходит для этого материала, чем PFT и RST.То же самое и в случае машины RST для порошка Mo. Расчетный интервал содержания порошка Мо необычно велик по сравнению со значениями почти всех других образцов (Таблица 2). Другим практическим результатом является тот факт, что на периферийных участках между используемыми машинами машина RST показывает средние (средние) значения AIFE, а машина Брукфилда имеет наиболее стабильные и наименьшие отклонения в измерениях.

Сдвиговые ячейки — текучесть

Индекс текучести ffc (текучесть) — это соотношение между пределом текучести без ограничения текучести и основным главным напряжением во время консолидации (рис.1). С помощью этого параметра можно разделить металлические материалы на отдельные режимы течения (рис. 1). Значения ffc , установленные всеми тремя используемыми устройствами, перечислены в таблице 5.

Таблица 5 Индекс потока ffc (-) для трех устройств со срезными кольцами.

Согласно индексу текучести ffc прибор Шульце охарактеризовал все испытанные порошки как сыпучие. Тогда режимы потока ffc очень похожи для PFT и FT4. Они различаются только в случае Cu и Ti, где это предельные значения для FT4.Однако очевидно, что чувствительность самого показателя потока к включению в режимы потока не совсем достаточна.

Как можно видеть, согласно ffc , порошок Mn, порошок бронзы, а также порошок Mo принадлежат к группе легкотекучести, т.е. к режиму, который имеет скорость потока, которая на степень хуже, чем все другие испытанные металлические порошки. Mn, Mo, а также порошок бронзы содержат относительно мелкие частицы (d10 до 12 мкм). В общем, размер частиц является одним из доминирующих свойств потока 52,53,54,55 .Уменьшение размера частиц может привести к уменьшению потока, поскольку площадь поверхности частиц увеличивается, площадь поверхности для взаимодействия поверхностных сил сцепления увеличивается, что приводит к более когезионному потоку. Силы между частицами более значительны по сравнению с массой частиц. Однако, как видно из результатов, порошки с очень похожими размерами частиц могут демонстрировать различное поведение текучести. Порошки Zn и Sn содержат частицы, d10 которых также составляет максимум 12 мкм. Учитывая их текучесть, здесь, вероятно, уже преобладают другие свойства.Вероятно, это морфология и шероховатость поверхности частиц. Sn и Zn содержат сферические гладкие частицы. Таким образом, режим потока для этих порошков является плавным. Обсуждаемые выше Mo, Mn и бронза содержат частицы с шероховатой поверхностью и неправильной формы, из-за чего их текучесть находится в области легкой текучести. Необычно высокие значения ffc (порошок Sn, Al), вероятно, являются результатом того факта, что установленное нормальное натяжение слишком мало для этих материалов. Следовательно, это можно отнести к настройкам машины, и необходимо отметить, что в этих случаях деформация частиц также может иметь влияние.

В большинстве случаев самые низкие значения ffc получаются для FT4. Исключение составляют порошки Zn и Mo. Значения ffc , вероятно, связаны с размером поверхности скольжения, которая является наибольшей в RST (8482 мм 2 ), затем для PFT (4750 мм 2 ) и, наконец, FT4 (1879 мм 2 ). Как правило, сыпучие материалы лучше проходят через большее поперечное сечение.

Если для измерений RST, PFT и FT4 использовались одинаковые нормальные нагрузки, и ffc получалось по-другому, как правило, приходилось получать разные значения σ c .Наивысший предел текучести без ограничения σ c был достигнут с FT4. Поскольку наибольший объем ячейки был в RST, а наименьший — в PFT, прочность σ c должна была быть связана с высотой материала, которая была наибольшей в FT4 (44,5 мм), затем следовали RST (19,3 мм) и PFT ( 9 мм). Таким образом, меньшее поперечное сечение при сдвиге и больший столб материала увеличивают общую прочность на σ c и, таким образом, снижают текучесть.

Для пояснения хода функции потока на рис.13 дано. Зависимость σ c от σ 1 была получена с помощью прибора для испытания на сдвиг PFT для каждого порошка. Все металлические порошки были испытаны при нормальной нагрузке 2, 4, 6, 8 и 10 кПа.

Рисунок 13

Зависимость неограниченного предела текучести от главного главного напряжения.

Для почти металлических порошков σ c увеличивается с увеличением σ 1 . Наклон этой линейной зависимости больше для порошков бронзы, Mo и Mn, чем наклон линий для порошков Cu, Zn, Sn Al, Ti и металлического порошка 316 L.Более высокое значение линейного наклона указывает на сопротивление потоку. Для порошка Fe наклон линии соответствует очень низкому значению, близкому к нулю, что указывает на сыпучий порошок.

Сравнение результатов

Сравнение результатов, в которых текучесть металлических порошков охарактеризована даже с использованием различных методов, представленных в этой статье, приведено в таблице 6.

Таблица 6 Оценка текучести металлического порошка в соответствии с различными методами испытаний.

Другое сравнение результатов касается отношений между значениями AIFE и AOR.При сравнении зависимостей между измеренными значениями AOR и AIFE значения были измерены с трех устройств сдвига (FT4, RST, PFT), объединены в один набор значений для каждого металлического материала и показаны с использованием гауссовых волн на графике на рис. 14.

Рисунок 14

Сравнение значений комбинации AIFE для FT4 + RST + PFT для испытанных металлических порошков, объединяющих материалы в две группы.

На графике можно увидеть, что измеренные материалы создали 2 области, где измеренные значения отдельных материалов группируются.В соответствии с этими областями одна группа материалов была объединена в красную кривую Гаусса (металлический порошок 316L, порошок Sn, порошок Zn, порошок Al), а другая группа материалов — в синюю кривую Гаусса (порошок Mn, порошок Cu, порошок Fe , Бронзовый порошок, порошок Mo, порошок Ti). Эти две группы одинаково представленных металлических материалов также были созданы для сравнения на графике измеренных значений AOR (рис. 15).

Рис. 15

Сравнение AOR для испытанных металлических порошков со сравнением встречаемости материалов по группам между AOR и AIFE.

Поскольку общая взаимосвязь между первичными свойствами частиц металлического порошка (размер, форма частиц, текстура поверхности) и текучестью согласно AOR еще недостаточно известна, нет необходимости сравнивать отдельные измеренные значения AIFE, при которых материал загружается с нормальной силой и AOR, где материал насыпается без нормальной нагрузки. При сравнении того, как группы материалов ведут себя на угловой оси, можно заметить закономерности преобразования между AOR и AIFE.Первая группа материалов, показанная на графике AIFE красной гауссовой кривой со средним значением 29,9 ° ± 2,2 °, встречается для той же группы материалов на графике измеренных значений AOR, смещенного вправо со средним значением 33,74 ° ± 2,72 °, т. Е. С разницей в 3,8 °.

Вторая группа, показанная на графике AIFE синей гауссовой кривой со средним значением 39,6 ° ± 2,4 °, встречается для той же группы материалов на графике измеренных значений AOR, также смещенного вправо со средним значением из 41.01 ° ± 2,4 °, но с меньшей разницей 1,41 °. Из оценки можно сделать вывод, что большие различия между измеренными значениями AOR и AIFE возникают в области классификации AOR очень свободного и свободного потока, а меньшие различия возникают в режимах от удовлетворительного до проходимого потока и связного ( Таблица 6).

Использование испытания свойств текучести твердых частиц для проектирования бункеров массового расхода и воронкообразного потока

Грег Мехос | Грег Мехос и партнеры

В этой статье описывается, как испытания сыпучих продуктов могут предоставить информацию, необходимую для правильного проектирования емкости для хранения сыпучих продуктов.

Если бункер, бункер или силос не спроектирован должным образом, могут возникнуть проблемы с потоком, такие как выгибание, ратолинг и беспорядочная разгрузка. К счастью, при наличии автоматизированного испытательного оборудования, измерение основных характеристик текучести сыпучих материалов, необходимых для проектирования резервуара для хранения, является несложным. Однако использование результатов испытаний для проектирования судна может быть утомительным, поскольку соответствующие уравнения, которые необходимо решить, являются сложными, а поиск решения — это итеративный процесс.К счастью, электронные таблицы и другие компьютерные инструменты позволяют легко выполнять вычисления. В этой статье кратко излагаются испытания сыпучих продуктов, которые необходимо провести, и объясняется, как результаты испытаний используются для проектирования надежных бункеров, бункеров и силосов.

Критическими характеристиками текучести сыпучих материалов, которые необходимо знать, являются: 1) когезионная прочность, 2) внутреннее трение, 3) сжимаемость, 4) трение о стенки и 5) проницаемость. Тестеры ячеек сдвига используются для измерения когезионной прочности, внутреннего трения, сжимаемости и трения стенки.Проницаемость определяется путем измерения падения давления, которое сопровождает поток газа через слой рассматриваемых сыпучих материалов.

Для измерения когезионной прочности образец порошка помещается в ячейку тестера и затем подвергается предварительному сдвигу, во время которого образец уплотняется путем приложения нормального напряжения и последующего сдвига до тех пор, пока измеренное напряжение сдвига не станет стабильным. Затем выполняется этап сдвига, на котором вертикальная уплотняющая нагрузка заменяется меньшей нагрузкой.Образец снова разрезают до разрушения. Этапы предварительного сдвига и сдвига повторяются на том же уровне консолидации для ряда нормальных напряжений. Затем определяют местоположение текучести путем построения графика напряжения сдвига при разрушении в зависимости от нормального напряжения, как показано на рис. , рис. 1, . Из точки текучести определяются главное главное напряжение σ 1 , предел текучести без ограничения C , эффективный угол трения δ и кинематический угол внутреннего трения ϕ . Также определяется объемная плотность ρ b .

Проведя испытание в диапазоне состояний консолидации, можно установить взаимосвязь между основным основным напряжением объемного материала и прочностью сцепления (определяемой пределом текучести без ограничений). Это соотношение называется функцией потока материала . Построение функции потока по трем локусам текучести проиллюстрировано на , рис. 2, .

Трение стенки определяется путем измерения напряжения, необходимого для скольжения образца порошка по образцу материала стенки в диапазоне нормальных нагрузок, приложенных к порошку.Измеренное напряжение сдвига наносится на график в зависимости от нормальной нагрузки, чтобы определить место текучести стенки, которое показано на , рис. 3, . Угол ϕ ‘трения стенки представляет собой угол, который образуется, когда линия проводится от точки текучести до начала координат.

Проницаемость определяется пропусканием газа через слой порошка, содержащийся в ячейке, как показано на Рис. 4 .

Измеряется перепад давления между двумя точками слоя и расход газа.Исходя из этого, проницаемость может быть рассчитана с использованием закона Дарси

.

где q г — объемный расход газа, K — проницаемость, A — площадь поперечного сечения слоя, P — перепад давления, h — расстояние между измерениями давления , а г — ускоритель силы тяжести.

Существует два основных режима потока, которые могут возникать, когда сыпучий продукт выгружается из бункера: массовый поток и поток через воронку.При массовом расходе весь слой твердых частиц находится в движении, когда материал выгружается из выпускного отверстия. В воронкообразном потоке над выпускным отверстием образуется активный канал потока, на периферии которого остается застойный материал. Воронкообразный поток возникает, когда стенки бункера недостаточно крутые или имеют достаточно низкое трение, чтобы позволить течь вдоль них. Схемы потока показаны на рис. 5 .

Если материал является когезионным, имеет склонность к сегрегации или легко слеживается, бункер должен быть рассчитан на массовый расход.Течение воронки приемлемо, пока не возникает расслоение, порошок не аэрируется, а выходное отверстие бункера достаточно велико, чтобы предотвратить образование стабильного отверстия.

Угол бункера, необходимый для обеспечения массового расхода, зависит от эффективного угла трения, угла трения стенки и геометрии бункера. Аналитическое выражение для теоретической границы массового расхода для конических бункеров дается формулой Уравнение 2 2

, где ϴ ′ — угол бункера относительно вертикали , а

При указании угла бункера для конических бункеров массового расхода необходимо вычесть коэффициент безопасности от 2 до 3 градусов из результата Уравнение 2 .Для бункеров с прорезными выходами для расчета рекомендуемого угла бункера можно использовать следующее уравнение 2

для ϕ ′ менее δ -3 градуса. Длина выпускного отверстия должна быть как минимум в три раза больше его ширины (в два раза больше, если торцевые стенки переходного бункера вертикальны). Коэффициент безопасности не применяется; Фактически, бункеры с уклоном на 5-10 градусов больше, чем предложено в уравнении , уравнение 4, по-прежнему будет обеспечивать массовый расход.

Угол трения стенки ϕ ′ зависит от эффективного угла трения δ и напряжения твердых тел. перпендикулярно стене σ ′.Если локус текучести стенок является линейным, что часто верно при низких напряжениях, обнаруживаемых на выходе из бункера массового расхода, местоположение текучести стенок можно описать как

, где τ ′ — напряжение сдвига на поверхности стенки, а a и b — эмпирические константы, определенные с помощью регрессии. Затем нормальное напряжение можно рассчитать из

Угол трения стенки рассчитывается из

.

Jenike 1 постулировал, что существует критический размер выпускного отверстия бункера B мин. , при котором напряжение на опорах когезионной дуги, образующейся над выпускным отверстием, равно когезионной прочности объемного твердого вещества.Этот размер выпускного отверстия представляет собой минимальный размер выпускного отверстия, который предотвращает развитие стабильной когезионной дуги. Дженике определил коэффициент текучести , или, как отношение основного напряжения консолидации σ 1 к опорному напряжению арки σ:

Коэффициент текучести зависит от эффективного угла трения порошка δ, угла трения стенки ϕ ′ и угла бункера ϴ ′. Арнольд и Маклин 3 дают аналитическое выражение для коэффициента текучести

Значение i в уравнениях 16-19 равно 1 для круглых выходов и 0 для выходов с прорезями.

В качестве альтернативы можно использовать следующее эмпирическое уравнение для расчета коэффициента текучести

Уравнение 19 основано на соотношении, опубликованном Johanson 4 , который построил график значений коэффициента текучести в зависимости от эффективного угла трения для углов трения стенки, превышающих примерно 12 градусов, и углов бункера вблизи границы массового расхода. Если порошок имеет исключительно низкое трение стенок, Уравнение 15 следует использовать для расчета коэффициента текучести.

Для определения B min используется следующая процедура.

1. Оценить значение коэффициента текучести. Типичные значения варьируются от 1,2 до 1,7.

2. Постройте график значений коэффициента потока и функции потока вместе. Есть три возможности, как показано на Рисунок 6 .

а. Функция потока лежит ниже коэффициента текучести, и они не пересекаются. В этом случае напряжение, поддерживающее арку, всегда превышает когезионную прочность материала, и указывать минимальный размер выпускного отверстия для предотвращения когезионного образования дуги не требуется.

г. Фактор потока и функция потока пересекаются. Сначала оценивается коэффициент текучести. Затем определяется напряжение твердых тел на выходе из пересечения коэффициента текучести и функции потока. Используя это значение σ 1 , по результатам испытаний на прочность сцепления определяют эффективный угол трения δ. Затем оценивается новый коэффициент текучести с использованием Уравнение 19 . Эти шаги повторяются до тех пор, пока решение не сойдется. Минимальный размер выпускного отверстия B мин затем рассчитывается с использованием Уравнения 20

, где σ крит. — предел текучести без ограничений или напряжение опоры арки на пересечении функции потока и коэффициента текучести.Для целей проектирования H ( ϴ ′) можно установить равным 2,3. Его значение может быть изменено соответствующим образом, если задан угол наклона бункера массового расхода.

г. Пересечения нет, а функция потока лежит выше коэффициента текучести. В бункере с сходящимися стенками больше не будет возможности гравитационного потока.

Чтобы определить рекомендуемый угол наклона бункера массового расхода, можно использовать следующую процедуру:

1. Указан выходной размер B , на единицу больше или равный B мин. .

2. Напряжение твердых тел на выходе оценивается из

с H ( ϴ ′), оцененным как 2,3, и установив ρ b равным значению, близкому к минимальной объемной плотности материала.

3. Геометрия выбрана, и Уравнение 2 или 4 используется для оценки рекомендуемого угла бункера массового расхода с использованием значений δ и ϕ ′, определенных из результатов испытаний на когезионную прочность и трение стенки соответственно.(Коэффициент запаса прочности от 2 до 3 градусов используется, если предлагаемый бункер имеет коническую форму.)

4. Уравнение 18 используется для обновления H ( ϴ ′) с использованием расчетного значения ϴ ′.

5. Обновленная оценка σ 1 находится из Уравнение 21 . Обратите внимание, что Уравнение 21 неявно присутствует в σ 1 , поскольку объемная плотность ρ b является функцией главного главного напряжения.

6.Используя уравнения 5-13 , обновляется оценка ϕ ‘, и обновленная оценка δ определяется из результатов испытаний на прочность сцепления.

7. Шаги 3–6 повторяются до схождения решения.

Помимо того, что бункер достаточно большой, чтобы предотвратить изгиб, размер выходного отверстия бункера должен обеспечивать желаемую скорость разгрузки. Уравнение 22 дает скорость твердых частиц v на выходе из бункера массового расхода: 5

, где dP / dz — градиент давления газа, а нижний индекс o обозначает выходное отверстие бункера.Gu и др. . 6 вывел соотношение между расходами воздуха и твердых частиц, которое в сочетании с законом Дарси дает

.

Нижний индекс o обозначает выходное отверстие бункера, а ρ bmp — объемная плотность материала в месте внутри бункера, где давление газа минимально. Комбинируя уравнения 22 и 23 , получаем квадратичный

Для бункеров с воронкообразным потоком выпускное отверстие должно быть достаточно большим, чтобы предотвратить образование стабильного отверстия.Критический диаметр отверстия рассчитывается путем определения максимального основного напряжения консолидации σ 1 в массивном твердом теле. Максимальное напряжение можно оценить по уравнению Янссена:

, где R H — гидравлический радиус цилиндра, h — глубина твердых частиц в сечении цилиндра, а k — коэффициент Янссена, который для большинства порошков составляет приблизительно 0,4.

Критический диаметр отверстия D F — это диаметр выходного отверстия конической воронко-проточной воронки или диагональ выходного отверстия плоской воронко-проточной воронки, который должен быть превышен, чтобы гарантировать, что трещина разрушится. D F можно рассчитать по: 1

, где G ( ϕ ) — это функция, предоставляемая Jenike 1 . McGlinchey 7 дает следующее аналитическое выражение для G ( ϕ ):

Пример расчета

Рассмотрим порошок, имеющий свойства текучести, показанные на рис. 7a. через 7д . Регрессия данных дает отношения, показанные в Таблице I .

Эмпирическая зависимость функции потока была найдена путем подгонки данных к квадратичной зависимости, фиксируя точку пересечения, равную значению, полученному путем линейной экстраполяции двух самых низких точек данных.

Сначала спроектируйте бункер массового расхода, выполнив следующие действия. ( Рисунок 8 представляет собой блок-схему процедуры проектирования.)

1. Смета ƒƒ. Выберите ƒƒ = 1,3.

2. Определите σ 1 из пересечения функции потока и прямой, проходящей через начало координат, с наклоном, равным 1/1.3. Если задать C = σ, решение системы уравнений Уравнение E.1 и σ = σ 1 / 1,3 дает σ 1 = 0,26 кПа.

3. Рассчитайте δ. Подстановка σ 1 = 0,26 кПа в Уравнение E.2 дает δ = 41,7 градуса.

4. Обновите коэффициент текучести. Решение уравнения E.2 с δ = 41,7 градуса дает ƒƒ = 1,46.

5. Обновление σ 1 на пересечении функции потока и обновленного коэффициента потока дает 0.30 кПа.

6. Обновить δ. Решение уравнения E.3 с обновленным значением σ 1 дает δ = 41,7 градуса.

7. Решение уравнения E.2 дает ƒƒ = 1,46. Решение сошлось.

8. Рассчитайте σ крит . σ крит = σ 1 / ƒƒ = 0,30 / 1,46 = 0,20 кПа.

9. Найдите B min . Из Уравнение E.4 , ρ b = 325 кг / м 3 .Установив H ( ϴ ′) = 2.3 и решив уравнение 20 , получим B мин = 0,12 метра (4,9 дюйма).

10. Укажите диаметр выпускного отверстия. В этом примере выберите B = 0,15 метра (5,8 дюйма).

11. Оценка σ 1 . Из уравнения : после установки H ( ϴ ′) = 2,3, ƒƒ = 1,3 и ρ b = 304 кг / м 3 , σ 1 = 0.34 кПа.

12. Обновите δ и ϕ ′. Из Уравнение E.2 , δ = 41,6 градуса. Решение уравнений 6-13 дает ϕ ′ = 21,6 градуса.

13. Оцените рекомендуемый угол наклона бункера массового расхода. Из уравнения 2 после вычитания 3-градусного запаса прочности ′ = 20,3 градуса.

14. Обновление ƒƒ. Решение уравнения 19 дает ƒƒ = 1,39.

15. Обновить σ 1 . Решение уравнения 21 с использованием H (20.3 градуса) = 2,31 дает σ 1 = 0,39 кПа.

16. Обновите δ и ϕ ′. Из Уравнение E.2 , δ = 41,6 градуса. Решение уравнений 6-13 дает ϕ ′ = 21,6 градуса.

17. Обновите рекомендуемый угол бункера массового расхода. Из уравнения 4 после вычитания 3-градусного запаса прочности ′ = 21,6 градуса.

18. Рассчитайте ƒƒ. Обновлено ƒƒ = 1,40.

19. Обновление σ 1 .Решение уравнения 21 с H (21,6 градуса) = 2,33 дает σ 1 = 0,39 кПа. Решение сошлось.

Наш рекомендуемый конический бункер массового расхода имеет выходное отверстие диаметром 8 дюймов (минимальный диаметр арки составляет 5,8 дюйма) и стенки, наклоненные под углом 22 градуса от вертикали, если они изготовлены с использованием того же материала, который использовался при испытании на трение стенок.

Чтобы убедиться, что рекомендуемый бункер массового расхода обеспечивает желаемую стабильную скорость нагнетания, решите уравнение 22 .Скорость разгрузки зависит от размеров цилиндрической части емкости для хранения. В этом примере укажите цилиндр диаметром 4 фута и высотой 15 футов. Для целей проектирования оцените ρ bmp , чтобы равняться объемной плотности материала на дне цилиндра. 8 Предполагая угол трения стенки 17 градусов и среднюю объемную плотность 380 кг / м 3 , уравнение Янссена ( Уравнение 25 ) дает напряжение твердых тел в нижней части цилиндра, равное 8.4 кПа. При этом напряжении ρ b = 423 кг / м 3 . Решение уравнения 24 дает v o = 0,081 м / с. Скорость выброса твердых частиц тогда равна (0,081 м / с) (0,023 2 π / 4 м 2 ) (304 кг / м 3 ) (3600 с / час) = 2900 кг / час (3,2 тонны). / час).

Теперь рассмотрим бункер-воронку. Критический диаметр отверстия зависит от размеров цилиндра. Из Уравнений E.1 и E.3 при σ 1 = 8.4 кПа, C = 0,84 кПа и ϕ = 35 градусов соответственно. Из уравнения : 27 , G ( ϕ ) = 3,0. Решение уравнения 26 для D F дает критический диаметр отверстия в 0,61 м (24 дюйма).

Конический бункер с воронкообразным потоком может оказаться непрактичным из-за большого выходного диаметра, необходимого для предотвращения образования стабильных отверстий. Однако секция бункера, которая переходит от цилиндра к выпускному отверстию с прорезями, может быть вариантом при условии, что диагональ выпускного отверстия больше 0.61 мин. Ширина выпускного отверстия должна быть достаточно большой, чтобы предотвратить перекрытие. Jenike 1 рекомендует использовать коэффициент текучести 1,7 для определения критического размера дуги. Для переходного бункера под цилиндром диаметром 1,2 метра и высотой 4,5 метра, заполненного сыпучим материалом, ширина выпускного отверстия должна быть больше или равна 0,18 м (6,9 дюйма).

Примечание редактора. Если вас интересует программное обеспечение, которое решает уравнения конструкции бункера, свяжитесь с автором.

Список литературы
  1. Дженике, А., Хранение и поток твердых тел — Бюллетень 123, Университет Юты, Солт-Лейк-Сити, Юта, 1964.
  2. Арнольд П.К., А.Г. Маклин и А.В. Робертс, Сыпучие материалы: хранение, поток и обработка, Публикации TUNRA, 1989.
  3. Arnold, P.C. и A.G. McLean, «Улучшенные аналитические факторы потока для бункеров массового расхода», Powder Techn., 15, 2, 279 (1976).
  4. Йохансон, Дж., «Конструкция бункеров и бункеров», глава 21 Kulwiec, R. (ed.), «Справочник по обработке материалов», John Wiley and Sons, Хобокен, Нью-Джерси, 1985.
  5. Шульце, Д., «Порошки и сыпучие материалы: поведение, характеристика, хранение и поток», Springer, Berlin, 2008.
  6. Gu, Z.H., P.C. Арнольд и А.Г. Маклин, «Прогнозирование расхода из бункеров массового расхода с коническими бункерами», Powder Techn., 72, 39 (1992).
  7. МакГлинчи, Обработка сыпучих материалов — выбор оборудования и эксплуатация, Blackwell Publishing Company, Эймс, Айова, 2008.
  8. Йохансон, К., «Успешная работа с неустойчивыми скоростями потока», Powder Pointers, 3, A (2009).

PBE

Грег Мехос (978-799-7311), доктор философии, PE, консультант по химическому инжинирингу, специализирующийся на обработке, хранении и переработке сыпучих материалов, а также адъюнкт-профессор Университета Род-Айленда. Он получил степень бакалавра и доктора в области химического машиностроения в Университете Колорадо, а степень магистра — в Университете Делавэра. Он член Американского института инженеров-химиков.

Greg Mehos & Associates Westford, MA
978-799-7311 www.mehos.net

Авторские права CSC Publishing Inc.

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *