1. 研究目的与意义
稻谷是我国重要的粮食产物。稻谷的摩擦特性对于粮仓的结构设计以及粮食运输装卸设备设计都起着至关重要的作用。稻谷的摩擦特性与多种因素有关,现在国内外对小麦的摩擦性研究较多,对于稻谷的摩擦性研究较少。且对于稻谷测定时所具体控制的实验条件,如样品种类、水分含量、含杂量、容重,剪切应力、速度、时间等均没有明确的说明。国内只有极少数的人利用土壤剪切仪器对少量粮食样品进行过实验,数据极不完整。综上所述,我们迫切的需要建立自己的实验,来研究稻谷的摩擦特性。
稻谷摩擦包括外摩擦和内摩擦,外摩擦的大小是通过摩擦系数来表示,内摩擦的大小则是用静止角和摩擦角来衡量。本次实验主要针对稻谷的内摩擦角进行研究。
目前国内外虽然对粮食的内摩擦角等参数有所研究,但是没有明确的给出测定条件。我国现在所使用的参数也只是沿用了以前的数据和结合苏联、美国等的实验数据而整理得到的,并且对于影响内摩擦角的因素(如剪切速度、法向压应力、水分等)没有进行具体的研究。随着粮食品种的不断更新,粮食的物理特性也会具体发生改变,故本实验专门针对对稻谷的内摩擦角进行了实验测定,并就法向压应力、水分、与不同物质间的摩擦对内摩擦角的影响进行了研究和比较。2. 研究内容和预期目标
研究内容
1研究水分对稻谷的内摩擦角的影响;
2 研究法向压应力对稻谷的内摩擦角的影响;
3. 国内外研究现状
粮食的摩擦特性从十九世纪末就已经开始了。很多学者研究了不同品种粮食与不同接触面的摩擦系数。如:Dutta (1988)研究发现摩擦系数于接触的物体表面有关,在几种测试的材料中,胶合板的摩擦系数最大,镀锌钢板的摩擦系数最小。Zhang(1994)等通过直剪仪测得谷粒与钢板的摩擦系数,他们总结出小麦与波纹钢板间的摩擦系数主要是取决于粮粒间的摩擦。Visvanathan et al.等(1996)研究测定了印楝果与各种不同材料表面的静摩擦系数,并发现其大小均随水分的增加而增加。EdwardA.Baryeh等(2001)研究了班巴拉花生的摩擦系数,在5%-35%的水分条件下,与胶合板的摩擦系数为0.39-0.66,与镀锌铁的为0.29-0.58,与铝的为0.25-0.49。A. Tabatabaeefar等(2003)研究了小麦的摩擦系数,在0-22%的水分条件下,与胶合板的摩擦系数为0.367-0.450,与塑料的为0.3-0.433,与镀锌铁的为0.335-0.415,与玻璃的为0.279-0.401,与不锈钢钢片的为0.317-0.398。K. Sacilik 等(2003)对大麻籽粒与不同接触面的静摩擦系数和动摩擦系数进行了研究,发现均与水分呈线性增加相关性,且与橡胶板的摩擦系数最大,其次是胶合板,最小的是镀锌铁。M. Kashaninejad等(2006)研究了不同水分的阿月浑子果实与镀锌铁、胶合板、玻璃和粗糙、光滑的混凝土板之间的摩擦系数,结果表明与混凝土板的摩擦系数最大,与镀锌铁的摩擦系数最小,且随着水分的增大,摩擦系数都增大。M. Karimi等(2009)研究了三种不同品种小麦与压缩塑料、镀锌铁、胶合板的摩擦系数,其大小均与水分含量呈线性增加的关系,分别是0.43 - 0.53,0.33 - 0.53,0.35 - 0.41。
还有不少学者通过不同的方法研究了不同品种粮食的内摩擦角。如:Marcel等(1975)通过扭转剪切仪研究得出稷在不同的正应力下(0.110-0.861kg/cm2)的内摩擦角变化范围为20#176;10′-33#176;05′。Molenda等人(2002)测得小麦堆、大豆堆和玉米的内摩擦角分别为26.4#176;、36.2#176;、35.7#176;。D.I. Akaaimo(2006)使用剪切法测定了非洲波索比斯豆的内摩擦角,实验测得当水分含量为11%时,内摩擦角为19.37#176;。H. Kibar* and T. ztrk等(2008)用直剪方法测定了大豆的内摩擦角,研究发现在8-16%水分条件下,内摩擦角呈增加趋势,变化范围是27.37-31.81#176;。Hakan Kibar等(2009)研究了不同品种榛子的物理特性,发现平均最大内摩擦角是35.4#176;。袁月明(2003)等用JENIKE剪切法测定了水稻芽种的内摩擦角为39.8#176;-48.4#176;,并随含水率的增大而增大。张桂花(2004)采用直剪仪研究了包衣稻谷的内摩擦角,发现包衣稻谷的内摩擦角比普通稻谷小。
目前国内外虽然对粮食的内摩擦角等参数有所研究,但是没有明确的给出测定条件。我国现在所使用的参数也只是沿用了以前的数据和结合苏联、美国等的实验数据而整理得到的,并且对于影响内摩擦角的因素(如剪切速度、法向压应力、水分等)没有进行具体的研究。随着粮食品种的不断更新,粮食的物理特性也会具体发生改变,故本实验专门针对对稻谷的内摩擦角进行了实验测定,并就法向压应力、水分、与不同物质得摩擦对内摩擦角的影响进行了研究和比较。4. 计划与进度安排
2022.10.01-2022.11.25 选题、查阅相关文献、资料;
2022.11.26-2022.12.21 撰写毕业论文开题报告;
2022.01.01-2022.01.08 确立试验方案;
5. 参考文献
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