RESEARCH PAPER
Charakterystyka właściwości fizycznych roślinnych materiałów sypkich istotnych w procesach składowania
 
More details
Hide details
1
Institute of Agrophysics PAS, ul. Doświadczalna 4, 20-290 Lublin, Poland
Publication date: 2020-10-13
 
Acta Agroph. 2001, (54), 5–121
 
KEYWORDS
ABSTRACT
This paper discussed the basic physical properties of granular solids of biological origin important for designing and operation of facilities for storing, transporting and processing of bulk solids as well as for maintaining high quality of material. Bulk density of granular material and related properties: compressibility, porosity, visco-elasticity and air flow resistance which influences active drying, ambient air drying and cooling processes were discussed. Influence of material and technological parameters was considered. Hygroscopic properties of seeds were illustrated on the example of swelling pressure resulting from moisture adsorption from ambient air. Special attention was paid to the influence of bulk density on the mechanical properties, and consequently pressure distribution and flow of bulk materials. Theoretical models of yielding of bulk solids were covered in the paper. Comparison of computer simulations of bulk solids behaviour using the Distinct Element Method and micropolar continuum model was analysed. Process of formation of a shear band in the granular material during large shear displacement and its practical significance was specially considered. Experimental methods of determination of mechanical properties of granular materials such as: bulk density, angle of internal friction, coefficient of friction against the construction material and the pressure ratio recommended by the Eurocode 1 standard were considered. Some specific properties of plant granular solids were discussed: high compressibility of grains and strong influence of the moisture content on the physical properties. It was found that experimental methods aimed for determination of physical properties of granular solids of the mineral origin may regard specific character of other groups of tested materials. The influence of a number of factors on physical properties of granular materials was illustrated on examples of two category of materials: cereal grain – treated as the cohesionless materials and food powders like groats, wheat flour, sugar – treated as the typical cohesive materials.
METADATA IN OTHER LANGUAGES:
Polish
Charakterystyka właściwości fizycznych roślinnych materiałów sypkich istotnych w procesach składowania
roślinne materiały sypkie, składowanie, właściwości fizyczne
W pracy omówiono podstawowe właściwości fizyczne materiałów sypkich pochodzenia roślinnego istotne z punktu widzenia projektowania, obsługi i eksploatacji urządzeń do magazynowania, transportu i obróbki oraz utrzymania wysokiej jakości materiału. Opracowanie ma charakter przeglądu badań prowadzonych w tym zakresie w Instytucie Agrofizyki P AN w Lublinie na tle aktualnej literatury. Szczególną uwagę zwrócono na gęstość materiałów sypkich oraz związane z nią właściwości, takie jak ściśliwość, porowatość, lepkosprężystość oraz opór przepływu powietrza wpływający na przebieg procesów suszenia, wietrzenia bądź schładzania materiału. Rozważono wpływ czynników zależnych od właściwości materiału, jak również czynników technologicznych. Omówiono higroskopijność nasion ilustrując ją przykładem przyrostu naporu wywołanego pochłanianiem wody z otoczenia. Szczególną uwagę zwrócono na wpływ gęstości na właściwości mechaniczne materiału decydujące o rozkładzie parcia i rodzaju przepływu. W pracy omówiono modele plastycznego płynięcia materiałów sypkich. Przytoczono porównanie wyników symulacji komputerowych wykonanych metodą elementów dyskretnych oraz z wykorzystaniem modelu ośrodka mikropolarnego. Szczególną uwagę zwrócono na proces formowania się warstwy ścinania w materiale sypkim podczas dużych odkształceń postaciowych oraz praktyczne tego konsekwencje. Omówiono zalecane przez normę Eurocode 1 eksperymentalne metody wyznaczania parametrów mechanicznych materiałów sypkich, takich jak: gęstość, kąt tarcia wewnętrznego, współczynnik tarcia o materiały konstrukcyjne oraz iloraz naporu. Przedyskutowano specyficzne właściwości mechaniczne materiałów sypkich pochodzenia roślinnego: dużą odkształcalność ziaren ośrodka oraz silną zależność właściwości fizycznych od wilgotności. W pracy wykazano, że eksperymentalne metody wyznaczania właściwości fizycznych, przystosowane na ogół do badania materiałów pochodzenia mineralnego, powinny uwzględniać specyfikę badanych materiałów. Wpływ wielu czynników na wymienione właściwości fizyczne materiałów sypkich ilustrowano przykładami dotyczącymi dwóch kategorii materiałów: ziarna zbóż, uważanego powszechnie za materiał bezkohezyjny oraz produktów spożywczych, takich jak: kasza, mąka czy cukier uznawanych jako typowe materiały kohezyjne.
eISSN:2300-6730
ISSN:1234-4125