The influence of the repose angle and porosity of granular plant materials on the angle of internal friction and cohesion

• Autorzy: Wójcik A. , Frączek J.

Warianty tytułu

PL

Wpływ kąta usypu i porowatości ziarnistych materiałów roślinnych na kąt tarcia wewnętrznego i kohezję

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Internal friction in granular plant materials is a very complex phenomenon. This is due to a vast number of factors that determine the behaviour of these materials. This article looks at exploring the impact of porosity, the repose angle, and moisture on the value of the internal friction angle and cohesion. Statistical analysis showed that the influence of the examined factors on the parameters of friction is statistically significant. Nonlinear estimation was performed, which allowed developing functions describing the mentioned relationship, for which the goodness-of-fit (depending on the material type) ranged from 0.813 to 0.915 for the internal friction angle and from 0.748 to 0.963 in the case of cohesion. It has been found that internal friction and cohesion need further research that will take into account additional factors defining the examined material in a more accurate manner.

PL

Tarcie wewnętrzne roślinnych materiałów ziarnistych jest zjawiskiem bardzo złożonym. Wynika to z dużej ilości czynników determinujących zachowanie się tych materiałów. W artykule podjęto próbę określenia wpływu porowatości, kąta usypu oraz wilgotności na wartość kąta tarcia wewnętrznego i kohezję. Analiza statystyczna wykazała istotność wpływu badanych czynników na parametry tarcia. Przeprowadzono estymację nieliniową, która pozwoliła na zaproponowanie funkcji opisujących wspomnianą zależność, dla których uzyskano współczynnik dopasowania (w zależności od rodzaju materiału) od 0.813 do 0.915 dla kąta tarcia wewnętrznego oraz od 0.748 do 0.963 dla kohezji. Stwierdzono, że zarówno w przypadku kąta tarcia wewnętrznego, jak i kohezji należy prowadzić dalsze badania, uwzględniając dodatkowe czynniki, w sposób dokładniejszy charakteryzujące badany materiał.

Słowa kluczowe

EN

internal friction; porosity; granular materials

PL

tarcie wewnętrzne; porowatość; materiały ziarniste

• Wydawca: Stowarzyszenie Inżynierów i Techników Mechaników Polskich
• Czasopismo: Tribologia
• Rocznik: 2017
• Tom: nr 5
• Strony: 117--123
• Opis fizyczny: Bibliogr. 17 poz., rys., tab., wz.

Twórcy

autor

Wójcik A.

• University of Agriculture in Cracow, Department of Mechanical Engineering and Agrophysics, Faculty of Production and Power Engineering, Balicka 120, 30-149 Cracow, Poland

autor

Frączek J.

• University of Agriculture in Cracow, Department of Mechanical Engineering and Agrophysics, Faculty of Production and Power Engineering, Balicka 120, 30-149 Cracow, Poland

Bibliografia

• 1. Ślipek Z., Kaczorowski J., Frączek J.: Theoretical and experimental analysis of vegetable materials friction, PTIR 1999, Kraków (in Polish).
• 2. Frączek J.: Friction of plant material granular. Zeszyty Naukowe AR w Krakowie, 1999, z. 252 (in Polish).
• 3. Markowska A., Warechowska M., Warechowski J.: Influence of moisture on external friction coefficient and Basic physical properties of astoria variety wheat grain. Technical Sciences, 2016, 19(1), 17–26.
• 4. Kaliniewicz Z.: Analysis of frictional properties of cereal seeds, African Journal of Agricultural Research, Vol. 8(45), 2013, 5611–5621.
• 5. Frączek J., Kaczorowski J., Ślipek Z., Horabik J., Molenda M.: Standardization of measuring methods of the physical and mechanical properties of granular materials. Acta Agrophysica. 92, 2003 (in Polish).
• 6. Łukaszuk J., Horabik J.: Determination of the internal friction angle for plant granular material. Acta Agrophysica 64, Lublin 2002 (in Polish).
• 7. Chaudhuri B., Mehrotra A., Muzzio F. J., Tomassone M.S.: Cohesive effects in powder mixing in a tumb ling blender, Powder Technology. Nr 165, 2006, 105–114.
• 8. Freitas-Eduardo M., Silva-Lannes S. C.: Use of texture analysis to determine compaction force of powders, Journal of Food Engineering, 80, 2007, 568–572.
• 9. Sologubika C. A., Campanonec L.A., Paganob A. M., Gelyb M. C.: Effect of moisture content on some physical properties of barley, Industrial Crops and Products 43, 2013, 762–767.
• 10. Kram B. B.: Research on the coefficient of external friction of corn grain in humidity function, Inżynieria Rolnicza, 3/2006 (in Polish).
• 11. Schwedes J.: Review on testers for measuring flow properties of bulk solids, Granular Matter, 2002, 5, 1–43.
• 12. Więcek J., Molenda M. Horabik J.: Mechanical properties of Granular agro-materials. Continuum and discrete approach. Acta Agrophysica 190, 2011 (1).
• 13. Horabik J., Molenda M.: Mechanical properties of granular agro-materials. ActaAgrophysica, 2002, 74 (in Polish)
• 14. Frączek J., Złobecki A., Zemanek J.: Assessment of angle of repose of granular plant material using computer image analysis. Journal of Food Engineering. 83, 2007, 17–22.
• 15. Carr R. L.: Powder and granule properties and mechanics. In Gas Solids Handling in the Procesing Industries, Morchello J.M. and Gomezplata A. (eds.), Marcel Dekker, Inc., New York 1976.
• 16. Wójcik A., Frączek J.: Research on the correlation between the porosity of plant granular materials and the selected parameters of surface texture, Tribologia, 6/2016, 179–189.
• 17. Kram B.: The mass density of cereals grain in moisture function, Inżynieria Rolnicza 3/2006.

Uwagi

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2018).