Mechanical Properties of Powdered Coal and Their Influence to Technological Processes

• Autorzy: Hlosta J. , Zurovec D. , Zidek M. , Zegzulka J.

Warianty tytułu

PL

Właściwości mechaniczne sproszkowanego węgla i ich wpływ na proces technologiczny

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

In recent years, growing human population is more and more dependent on production of various wares which are dependent on the functionality of manufacturing technologies. The Laboratory of bulk materials solves many problems of flow failure in different technologies and processes with particulate materials. A perfect understanding of powder behaviour is very important for optimization processes. Due different mechanical and physical properties of a wide scale of particulate materials it is very hard to design appropriate technologies. Goal of this paper is to subscribe some samples of powdered coal by the measurement of its mechanical and physical properties important for storage of the bulk solids. Experimental work was performed by the Freeman Technology FT4 Powder Rheometer and Cilas 1190 Particle Size Analyser. The device allows obtaining a considerable amount of information about powder behaviour from basic bulk density until friction or mechanical interlocking. It was found that dominant parameter in storage process is compressibility. Dependence between compressibility and the ratio of the microparticles and nanoparticles was observed. Depending on the granulometry of samples different compressibility and angle of internal friction was observed. The measured properties of powdered coal have been used for determine cohesion and easy-flowing to free flowing regime. The aim of this article is bulk solid behaviour prediction based on specific properties like compressibility, angle of internal friction, wall friction, angle of repose, humidity, cohesion and others. We need to find a way how to completely describe powders and bulk solids by a few parameters. The problem is bulk solids are very complex and wide field of specialization. Laboratory of Bulk Materials at Technical University of Ostrava is focused on measurement of mechanical and physical properties of the bulk solids and powders and simultaneously it deals with virtual DEM (Discrete Element Method) simulations of particulate matters. Nowadays we are able to predict behavior of bulk materials based on verified models in DEM simulations and flow properties measurement. These simulations are used in innovative way of designing storage and process devices in all kinds of industry.

PL

W ostatnich latach, rosnąca ludzka populacji jest coraz bardziej zależna od produkcji różnych wyrobów, które to są zależne od funkcjonalności technologii wytwarzania. Badania materiałów masowych rozwiązują wiele problemów dotyczących awarii przepływów w różnych technologiach i procesach pyłowych materiałów. Doskonałe zrozumienie zachowania proszków jest bardzo ważne dla optymalizacji procesów. Z powodu różnych właściwości mechanicznych i fizycznych szerokiego zakresu materiałów pyłowych bardzo trudne jest zaprojektowanie odpowiednich technologii. Celem tego artykułu jest objęcie pewnych próbek sproszkowanego węgla badaniami ich mechanicznych i fizycznych właściwości, ważnych dla składowania materiałów masowych. Prace eksperymentalne były wykonane za pomocą reometru proszkowego Freeman Technology FT4 i analizatora rozmiaru cząstek Cilas 1190. Urządzenie pozwala uzyskać znaczącą ilość wyników na temat zachowania proszków od podstawowej gęstości masy do tarcia lub blokowania mechanicznego. Odkryto, że dominującym parametrem w procesie przechowywania jest ściśliwość. Zaobserwowano zależność między ściśliwością i stosunkiem mikrocząsteczek do nanocząsteczek. Polegając na granulometrii próbek zaobserwowano różną ściśliwość i kąt tarcia wewnętrznego. Zmierzone własności sproszkowanego węgla zostały zużyte do wyznaczenia kohezji i reżimu łatwego płynięcia do swobodnego płynięcia. Celem tego artykułu jest przewidzenie zachowania dużej ilości ciała stałego na podstawie specyficznych właściwości takich jak ściśliwość, kąt wewnętrznego tarcia, tarcie o ściany, kąt repozycji, wilgoć, kohezja i inne. Potrzebne jest odnalezienie sposobu aby kompletnie opisać proszki i ciała stałe w dużej ilości kilkoma parametrami. Problemem jest ich duża złożoność i szeroki obszar ich specjalizacji. Laboratorium materiałów masowych na Uniwersytecie Technicznym w Ostrawie skupia się na pomiarach właściwości mechanicznych i fizycznych ciał stałych masowych i proszków i równocześnie zajmuje się wirtualnymi symulacjami materiałów pyłowych DEM (Discrete Element Method). W dzisiejszych czasach jesteśmy w stanie przewidzieć zachowanie materiałów masowych polegając na sprawdzonych modelach w symulacjach DEM i na badaniach właściwości przepływu. Symulacje te są używane jako innowacyjna metoda projektowania urządzeń do przechowywania i przetwarzania w każdej dziedzinie przemysłu.

Słowa kluczowe

EN

measurement; flow properties; bulk solid; powder; powdered coal

PL

pomiar właściwości przepływu; sypkość; faza stała; sproszkowany węgiel

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Przeróbki Kopalin
• Czasopismo: Inżynieria Mineralna
• Rocznik: 2014
• Tom: R. 15, nr 2
• Strony: 107--112
• Opis fizyczny: Bibliogr. 7 poz., rys., tab., wykr., zdj.

Twórcy

autor

Hlosta J.

• VSB – Technical University of Ostrava, Faculty of Mechanical Engineering, 17. listopadu 15, 708 33 Ostrava – Poruba, Czech Republic

autor

Zurovec D.

• VSB – Technical University of Ostrava, Faculty of Mechanical Engineering, 17. listopadu 15, 708 33 Ostrava – Poruba, Czech Republic

autor

Zidek M.

• VSB – Technical University of Ostrava, Faculty of Mechanical Engineering, 17. listopadu 15, 708 33 Ostrava – Poruba, Czech Republic

autor

Zegzulka J.

• VSB – Technical University of Ostrava, Faculty of Mechanical Engineering, 17. listopadu 15, 708 33 Ostrava – Poruba, Czech Republic

Bibliografia

• 1. Jenike & Johanson, Flow Properties [online]. 2014 [cit. 2014-04-10]. Accessible from: http://jenike.com/bulkmaterialtesting/flow-properties/
• 2. Schulze, D., Flow Properties of Powders and Bulk Solids [online]. [cit. 2014-04-10]. Accessible from: http://www.dietmar-schulze.de/grdle1.pdf
• 3. A.W. Jenike, Storage and flow of solids, Bull. No. 123, Engng. Exp. Station, Univ. Utah, (1964)
• 4. Hlosta J., Methodology of Powder Measurement: Freeman Powder Rheometer FT4, Ostrava, (2014)
• 5. Krizan P., Soos L., Vukelic D., A study of impact technological parameters on the briquetting process. The Scientific Journal Facta Universitatis. - ISSN 0354 - 804X. - Vol. 6, No. 1 (2009)
• 6. Schwedes J., Schulze D., Measurement of flow properties of bulk solids, Powder Technology 61, (1990)
• 7. Xiaowei F., Huck D., Makein L., Armstrong B., Willen U., Freeman T., Effect of particle shape and size on flow properties of lactose powders, Particuology, (2012)