Mechanical engineering | Safety engineering » Az anyagok szállítástechnikai tulajdonságai

Az anyagok szállítástechnikai tulajdonságai Az anyagok csoportosítása fizikai értelemben általában halmazállapotuk szerint történik. Ilyen értelemben a fizika megkülönböztet szilárd, cseppfolyós és gáznemű halmazállapotokat. A fizikai csoportosítással kapcsolatban, bár anyagmozgatás szempontjából a csoportosítás igazán nem megfelelő, elmondhatjuk, hogy az anyagmozgatás valójában csak szilárd anyagok mozgatását vizsgálja, a folyékony és gáznemű anyagok akkor kerülnek az anyagmozgatás látókörébe, ha azokat palackokban, tároló tartályokban, edényekben tárolják, illetve szállítják. A csővezetékekben történő szállításukat az áramlástechnikai gépekkel foglalkozó tudomány vizsgálja. Az anyagok kémiai csoportosítása, az anyagokat elemekre és vegyületekre osztja. Ez a csoportosítás anyagmozgatás szempontjából teljességgel alkalmatlan Fentiekből is látható, hogy az anyagmozgatás szempontjából más

csoportosítási elv alkalmazására van szükség. Az elv lényege az, hogy az anyagmozgatási alapfolyamatok végzése közben milyen módon végzik az egyes manipulációkat a mozgatásra kerülő anyagokon. Azokat az anyagokat, melyekkel egyenként, vagy meghatározott számú darabonként történnek az anyagmozgatási műveletek, darabáruknak nevezzük. Azokat az anyagokat melyeknek az ömlesztett halmazával történnek az anyagmozgatási műveletek, ömlesztett anyagoknak nevezzük. A darabáruk szállítástechnikai tulajdonságai. Tömeg [kg, tonna] Alak (szabályos, szabálytalan) Szabályosak a gömb, kocka, henger, hasáb, gúla, kúp. Szabálytalanok a fenyőfa, bonyolult gépészeti szerkezetek, stb. Méret [m] a szabályos alakú áru mérete megadható a fő befoglaló méreteikkel, a szabálytalan darabárunál a szabályos burkolófelületek fő, befoglaló méreteit szokták megadni. –1– –2– Hőmérséklet [Co ] A darabáru hőmérséklete

jelentősen befolyásolja az alkalmazható szerkezeti anyagok körét, a meghatározott hőmérsékleten tartás az alkalmazható anyagmozgató berendezés konstrukcióját. Szavatossági tulajdonságok. Jelentősen befolyásolhatják a tárolás körülményeit. Korróziós tulajdonságok. A szállítás tárolás és a csomagolás módjára lehet befolyásoló hatással. Eróziós tulajdonságok. Az anyagmozgató berendezés szerkezeti anyag megválasztására lehet befolyásoló hatással. Szállítási helyzet. Pl üvegballonban szállított folyadék esetén meg kell adni a csomagoláson a ballon álló helyzetét,(felfelé mutató nyíl). Tűzveszélyesség Robbanásveszélyesség Mérgezésveszélyesség Törékenység Ömlesztett anyagok szállítástechnikai tulajdonságai. Ömlesztett anyagnak nevezzük azokat az általában egynemű anyagokat, amelyek szállítását és rakodását nagyobb tömegben rendezetlenül és csomagolatlanul végzik. Ilyen pl a homok,

kavics, érc, szén, salak stb Ezen kívül ömlesztett anyagnak minősül a tömegben szállított csavar, apró gépalkatrész stb. Az ömlesztett anyagok jellemző tulajdonságai az alábbiak Szemnagyság. Az ömlesztett anyag szemnagysága w [m] tág határok között változik, és ez nem mindig az anyag sajátosságától függő jellemző, hanem valamely technológiai művelet eredménye is lehet. Egyenlőtlen szemnagyságú anyag, osztályozással egyenletesebbé tehető. Az ömlesztett anyag darabnagyságát a legnagyobb szemcse méretével (m) határozzuk meg. Szemösszetétel. Az ömlesztett anyag szemösszetételén az anyagot alkotó szemcsék szemnagyság szerinti eloszlását értjük és súlyszázalékban adjuk meg. Ez szitálással határozható meg A vegyes –3– szemcsékből álló ömlesztett anyag különböző nyílású sziták, vagy rosták segítségével szétválasztható frakciókra. A szitálás eredményeit az ún szemeloszlási görbén

ábrázoljuk (5.1 ábra) A szemeloszlási görbe egy-egy pontja megmutatja azt, hogy mennyi egy bizonyos szitanyíláson át nem hullott anyag (szitamaradék) mennyisége, a teljes anyag súlyszázalékában kifejezve. A görbe tehát összegző jellegű, integráló görbe. A szemeloszlási görbét úgy készítjük, hogy az abszcisszára a szitanyílást, az ordinátára pedig az át nem hullott anyag, az ún. szitamaradék súlyszázalékát mérjük fel. 5.1 ábra Szemeloszlási görbék A jobb áttekinthetőség érdekében a 5.1 ábrán a szitanyílás logaritmusát tüntettük fel. Az a pont, ahol a görbe az S=100 %-nak megfelelő vízszintes egyenesből kiindul, megadja az ömlesztett anyagban előforduló legkisebb szemcse méretét (w min ), az S=0 vízszintes tengelyen levő végpont pedig a legnagyobb szemcse méretét (w max ). Az 5.1 ábrán az ömlesztett anyagok egyes, frakcióinak elnevezését is feltüntettük. Egyes anyagféleségek, pl. gabona, brikett,

burgonya szemnagysága általában hasonló. Az érc, szén és ásványféleségek szemösszetétele viszont a legváltozatosabb lehet. Az anyagot az előforduló legnagyobb és legkisebb darabok méretei jellemzik. Ha w max 2,5w min akkor az ömlesztett anyag osztályozott, ha –4– w max és w min közti viszony nagyobb, mint 2.5, akkor az anyag osztályozatlan. Halmazsűrűség. Az ömlesztett anyag halmazsűrűségén ( h ) a térfogategységben elhelyezhető anyag tömege értendő. A halmazsűrűséget  h [kg/m3], vagy [tonna/m3] mértékegységben adják meg. Nem tévesztendő össze az anyag sűrűségével , amely a térfogategységben elhelyezhető tömör anyagnak a tömege. Az ömlesztett anyag halmazsűrűsége ( h )a tömör anyag sűrűségénél (testsűrűség) () mindig kisebb. A különbség a testsűrűség és a halmazsűrűség között annál nagyobb, minél nagyobbak a szemcsék közötti hézagok. Ezen kívül a nedvességtartalom,

a szemnagyság, a szemösszetétel, a tömörödés, az anyagra ható nyomás és annak időtartama stb. mind befolyásolják ugyanazon anyag halmazsűrűségét Az ömlesztett anyagok halmazsűrűségük szerint a következőképpen csoportosíthatók  h =0,3 [tonna/m3] igen könnyű anyagok pl. faforgács  h =0,3-0,6 [tonna/m3] könnyű anyagok pl. koksz  h =0,6-1,2 [tonna/m3] középnehéz anyagok pl. szén  h =1,2-2,0 [tonna/m3] nehéz anyagok pl. mészkő, homok  h >2,0 [tonna/m3] igen nehéz anyagok pl. ércek Külső súrlódás. Az ömlesztett anyagok kemény felületekkel való súrlódási tényezője kísérleti úton határozható meg. Nyugalmi állapotban mért ( 0 ) és mozgás közbeni súrlódási tényezőt () különböztetünk meg és a ketté aránya általában / 0 =0,7-0,9 A súrlódási tényező azon lejtő hajlásszögnek a tangense, amelyen a nevezett anyag nyugalmi állapotából éppen megcsúszik ( 0 ), vagy mozgás

közben még egyenletes sebességgel tovább csúszni képes ().  0 =tg 0 =tg –5– Nedvességtartalom. A nedvességtartalom egy része vegyileg kötött lehet. Mint az anyag alkotója, annak mechanikai tulajdonságait nem változtatja meg. Az anyag felületén tapadó, vagy a szemcsék közötti hézagot kitöltő víz az anyag jellemzőit, halmazsűrűségét, ömleszthetőségét, rézsüszögét, belső súrlódását stb. nagymértékben megváltoztathatja. A nedvességtartalmat az anyag kiszárítása előtt és után mért tömege összehasonlításával a száraz anyag tömegszázalékában adjuk meg. N Gnedves  G száraz  100%  G száraz Tapadás. A tapadás a főleg porszerű ömlesztett anyagoknál fordul elő A nedvességtartalom a tapadást növeli. Szárazon is tapadó anyag a mészkőpor, kénpor stb. Törékenység. pl koksz, szén Nedvszívó képesség (higroszkopikus anyag). Az ilyen tulajdonságú anyagok a levegő

nedvességtartalmát szívják magukba (sók, műtrágyák, szilikagél, stb.) Koptató hatás. (abrazivitás) elsősorban az anyag keménységétől függ Nagymértékben koptató anyagok a kvarc, homok, vasérc, pirit, cement stb. Korrodáló tulajdonságok. Korróziót előidéző anyagok a velük érintkező fémfelületeken, anyagokon fejtik ki hatásukat, pl. nedves hamu, konyhasó, nedves kén, nedves műtrágya stb. Magas hőmérséklet. pl: izzó koksz, forró salak és hamu, izzó cementklinker. Összefagyásra való hajlam. Nagy nedvességtartalmú anyagoknál 0 °C alatt előálló jelenség, pl.: nedves szén, érc Robbanékonyság. Egyes anyagok (liszt, szénpor, fűrészpor), levegővel keveredve robbanásszerűen gyulladnak meg (porrobbanásra való hajlam). Öngyulladásra való hajlam. Azon anyagok tulajdonsága, melyekben huzamosabb ideig való tárolás közben vegyi reakciók hatására (oxidáció) –6– nagy mennyiségű hő fejlődik, (nedves szén,

kén, faforgács, olajos acélforgács stb.) melynek hatására az anyaghalmazon belül a hőmérséklet elérheti a gyulladási hőmérsékletet. Egészség károsító hatás. Egyes anyagok pora a légzőszervekre ártalmas (szilikózis), mások kifejezetten mérgező tulajdonságúak. Ilyen anyagokat porzás mentesen, gondosan elzárt és tömített anyagmozgató géppel kell szállítani. Az ömlesztett anyag belső ellenállásai. Szabadtéri tárolón elhelyezett ömlesztett anyagok szabad rézsűinek megállapításakor, tartályok, silók oldalfalára ható nyomás meghatározásakor, az ömlesztett anyag szállításakor, az anyagban fellépő ellenállások vizsgálatakor az ömlesztett anyagban ébredő belső ellenállások ismerétére szükségünk van. Vizsgálnunk kell azokat a belső erőket, amelyek lehetővé teszik, hogy az ömlesztett anyag egy bizonyos határig a külső erőhatásoknak, az önsúlyból eredő terhelések hatásának ellenáll, és vizsgáljuk

azokat a törvényeket, amelyek megszabják az anyag megcsúszásának (törésének) feltételeit. Ha az ömlesztett anyag belső feszültsége külső erők hatására annyira megnövekszik, hogy legyőzi az anyag belső ellenállásait, az anyag megcsúszik, vagyis maradó alakváltozást szenved. Azt a feszültséget, amelynél ez az állapot bekövetkezik, határ feszültségnek nevezik. A természetes rézsüszögnek az ömlesztett, szabad anyagkúp alkotójának a vízszintes síkkal bezárt legnagyobb hajlásszögét nevezzük