szemcsés anyag, ha folyik
DESCRIPTION
Szemcsés anyag, ha folyik. Rácz Éva 2006.11.02. A jelenség. A megfolyásról. a Mohr-körök módszere a Mohr ―Coulomb-kritérium. Mohr-körök, 2D. Mohr-körök, 3D. A Mohr ― Coulomb-kritérium. Coulomb: Tetszőleges síkban a folyáshatár a nyomás lineáris függvénye:. - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
![Page 1: Szemcsés anyag, ha folyik](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062314/56812b99550346895d8fbbea/html5/thumbnails/1.jpg)
Szemcsés anyag, ha folyik...Szemcsés anyag, ha folyik...
Rácz Éva
2006.11.02.
![Page 2: Szemcsés anyag, ha folyik](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062314/56812b99550346895d8fbbea/html5/thumbnails/2.jpg)
A jelenség
![Page 3: Szemcsés anyag, ha folyik](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062314/56812b99550346895d8fbbea/html5/thumbnails/3.jpg)
A megfolyásról
• a Mohr-körök módszere
• a Mohr―Coulomb-kritérium
![Page 4: Szemcsés anyag, ha folyik](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062314/56812b99550346895d8fbbea/html5/thumbnails/4.jpg)
Mohr-körök, 2D
cos 2 sin 22 2
cos 2 sin 22 2
sin 2 cos 22
xx xy
xy yy
xx yy xx yyuu xy
xx yy xx yyvv xy
xx yyuv xy
2 2 2
2
2
2
4
xx xy M
xx yy
xx yyM xy
R
R
![Page 5: Szemcsés anyag, ha folyik](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062314/56812b99550346895d8fbbea/html5/thumbnails/5.jpg)
Mohr-körök, 3D
![Page 6: Szemcsés anyag, ha folyik](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062314/56812b99550346895d8fbbea/html5/thumbnails/6.jpg)
A Mohr―Coulomb-kritérium
tanf fc
1 3 1 3 sin 2 cosc
Coulomb: Tetszőleges síkban a folyáshatár a nyomás lineáris függvénye:
A fenti alakot a Mohr-körös megjelenítésre alkalmazva megfolyásra a következő feltétel adódik:
![Page 7: Szemcsés anyag, ha folyik](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062314/56812b99550346895d8fbbea/html5/thumbnails/7.jpg)
A Reynolds-tágulás
Megfigyelhető, hogy ha egy szemcsés anyagot nyírásnak vagy nyomásnak teszünk ki, és megfolyik, megnő a térfogata.
Ez abból adódik, hogy a nyírás gyorsasága nem engedi meg a szemcsék szoros pakolásának kialakulását. Következésképp minél „lassabban” hatunk a közegre, annál kevésbé csökken a pakolási hányados
![Page 8: Szemcsés anyag, ha folyik](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062314/56812b99550346895d8fbbea/html5/thumbnails/8.jpg)
A Bagnold-skálázásR. A. Bagnold, 1954:
2 2/ ~xy y x y xm d v sign v
Magyarázat:
Az impulzusátadás kizárólag a nyírás miatt fellépő ütközéseknek köszönhető. Továbbá feltételezve, hogy a szemcsék közti átlagos távolság és az átlagos átmérő ugyanolyan nagyságrendű, a nyírófeszültség kifejezésében csak m [kg], d [m], és a nyírási sebesség [s-1] szerepelhet. Ezeknek a mennyiségeknek kizárólag a fenti kombinációja adja a megfelelő dimenziót. Az arányossági tényező a pakolási hányados függvénye. A kísérleti tapasztalat azt mutatja, hogy a pakolási hányados a nyírási sebességnek csökkenő függvénye.
2 2
1xy
N kg
mm s
![Page 9: Szemcsés anyag, ha folyik](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062314/56812b99550346895d8fbbea/html5/thumbnails/9.jpg)
Szemléltetés
-1 tanf
tan 1
Af
P B
Az előbbi érveléssel belátható, hogy a nyomás is arányos a nyírási sebesség négyzetével, csak más a pakolási hányadostól függő arányossági tényező.
Namiko Mitarai, Granular Physics Conference at KITP 2005
A Bagnold-skálázás alapján továbbá meghatározható a sebességprofil is az y tengely mentén:
3/ 23 / 2
3 / 2x
h h yV y
d
![Page 10: Szemcsés anyag, ha folyik](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062314/56812b99550346895d8fbbea/html5/thumbnails/10.jpg)
Kísérletek, szimulációkGroupement De Recherche Milieux Divisés. On dense granular flows
•Összefoglaló munka: Sok (~30) kísérlet, illetve számítógépes szimuláció adatsorait használja fel
•Hatféle mérési/szimulációs elrendezés:
![Page 11: Szemcsés anyag, ha folyik](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062314/56812b99550346895d8fbbea/html5/thumbnails/11.jpg)
Sík nyírás
A gravitáció hatását kiküszöbö-lendő, a cikkben két 2D MD szimuláció adatsorait dolgozták fel
Az egyik szimuláció fix réteg-vastagság mellett vizsgálta a fel-lépő nyomást, a másik pedig fix nyomás mellett a rétegvastag-ságot
A közeg viselkedése adott elrendezésben két paramétertől függ: a fal Vw sebességétől,
illetve a P nyomástól vagy a ρ sűrűségtől
![Page 12: Szemcsés anyag, ha folyik](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062314/56812b99550346895d8fbbea/html5/thumbnails/12.jpg)
Lejtő
![Page 13: Szemcsés anyag, ha folyik](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062314/56812b99550346895d8fbbea/html5/thumbnails/13.jpg)
Megfigyelések
Folyási fázisok
•kvázisztatikus
•sűrű tehetetlenségi
•gáz-szerű
Hiszterézis
A szemcsék közti kölcsönhatás részletei nem lényegesek
A fal érdessége a határréteg vastagságára van hatással
![Page 14: Szemcsés anyag, ha folyik](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062314/56812b99550346895d8fbbea/html5/thumbnails/14.jpg)
Eredmények
/
1/ /P d PT d
IT P
Lényeges paraméterek:
Tehetetlenségi paraméter: Meghatározza, hogy a közeg milyen fázisban van
Effektív súrlódás: A rendparaméter szerepét játssza
eff IP
![Page 15: Szemcsés anyag, ha folyik](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062314/56812b99550346895d8fbbea/html5/thumbnails/15.jpg)
Száraz futóhomok
A „hagyományos” futóhomokkal szemben itt a jelenség alapja nem a közeg felázása, hanem a megfelelő preparációval létrehozott rendkívül alacsony pakolási hányados
![Page 16: Szemcsés anyag, ha folyik](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062314/56812b99550346895d8fbbea/html5/thumbnails/16.jpg)
![Page 17: Szemcsés anyag, ha folyik](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062314/56812b99550346895d8fbbea/html5/thumbnails/17.jpg)
![Page 18: Szemcsés anyag, ha folyik](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062314/56812b99550346895d8fbbea/html5/thumbnails/18.jpg)
Köszönöm a figyelmet!