Презентация, доклад к проекту Исследование зависимости скорости истечения сыпучих веществ от диаметра крупинок

диаметра крупинок



Выполнил
ученик 7 класса
Руководитель Миронова Т.А.,
учитель физики

часто этот процесс усложняется маленькими неприятностями, например, с просыпанием сыпучих пищевых продуктов, таких как сахар, крупы, муки на пол и полки шкафов. Когда мама стоит у плиты и спешит накормить меня и моих родных, то мы не задаемся вопросом: почему сквозь небольшое отверстие килограмм манки просыпается за секунды, в то время как два килограмма фасоли стоят в пакете с большой прорехой и не рассыпаются? Какой диаметр должен быть у отверстия, чтобы крупа не просыпалась? Или как зависит от наполняемости пакета количество просыпавшегося продукта? И вообще от чего зависят все эти процессы? Нам не хватает на это ни времени, ни желания. Но если задуматься над этими вопросами, изучить их и проанализировать полученные результаты, можно будет смело сказать: когда манка из пакета высыплется, а когда нет, и с какой скоростью это произойдет.

текучесть сыпучих материалов, которое характеризует их способность с той или иной скоростью истекать из различных отверстий. Она зависит от гранулометрического состава материала, формы, размера частиц. Текучесть сыпучих материалов определяет многие конструктивные особенности бункерных и дозирующих устройств, смесителей. От нее зависит продолжительность заполнения и опорожнения смесителей сыпучих материалов

сыпучий материал состоит из частиц одинакового размера. Поэтому в качестве определяющего линейного размера часто принимают условный диаметр, измеряемый по трем измерениям частицы (длина, ширина, высота) как среднее арифметическое
d = l*b*h
3

В своей работе я планирую провести исследование зависимости скорости истечения сыпучих пищевых продуктов от вида (диаметра) крупы. В качестве исследуемых круп мною были выбраны: пшено, рис, горох, гречневая крупа и фасоль

их истечения при постоянном диаметре воронки.

Гипотеза: Я предполагаю, что такая связь существует и выглядит так: чем меньшим диаметром обладают крупинки, тем большее их количество одновременно попадет в воронку, тем меньше времени тратится на их истечение, и, соответственно, тем большую скорость они приобретут. Так как мною выбранные крупы имеют разный диаметр крупинок, то у каждой крупы должна быть своя скорость истечения.

Так как в просмотренной мною литературе не было найдено ни теоретического, ни практического материала по этой теме, в кулинарной книге я тоже не нашел ответ на свой вопрос, то я планирую решить эту задачу экспериментальным путем

круп, измерить диаметры крупинок выбранных экземпляров, определить время, в течение которого крупа истечет через отверстие воронки и рассчитать скорость их истечения. Полученные результаты необходимо проанализировать и представить в табличном и графическом виде.
Результаты данного эксперимента углубят наши знания о свойствах сыпучих тел (сыпучих пищевых продуктов).
Оборудование: крупы, капроновая крышка и две линейки с ограничителями (для измерения диаметра частиц), весы, пластиковая бутылка (2 л), секундомер, штатив, чашка для ссыпания крупы.
Предполагаемый результат: скорость истечения сыпучих веществ зависит от диаметра частиц

между скоростью истечения крупы и диаметром крупинок имеется связь, то в первую очередь необходимо определить диаметры крупинок представленных видов: гречки, риса, пшена, гороха и фасоли. Провести измерения можно двумя способами:

Метод рядов: укладываем крупу в один ряд между двумя линейками так, чтобы крупинки плотно касались друг друга, приставляем с обоих концов ограничители (первый совпадает с нулем линейки, второй укажет длину ряда крупинок). Измерив линейкой длину ряда и разделив это число на количество крупинок, найдем диаметр одного шарика: d = l/N. Так как N – число точное, то погрешность диаметра крупинки в N раз меньше погрешности расстояния.

крупу таким образом, чтобы крупинки плотно прилегали друг к другу и при этом располагались в один ряд. Определив площадь крышки (S = πR2), посчитав количество крупинок на крышке определяем среднюю площадь одной крупинки. Затем, зная площадь одной крупинки, мы легко рассчитаем ее средний (эффективный диаметр – расстояние, которое условно считается суммой двух радиусов плотно лежащих частиц) диаметр. Результат выглядит следующим образом:
S крышки = 3,14*16 = 50,24 см2, Sкрупинки = Sкрышки/N, диаметр крупинки находим из формулы площади круга (Sкрышки).

работе является сборка оборудования для проведения эксперимента. К штативу подвешивается пластиковая бутылка с отрезанным дном горлышком вниз (крышка закручена). Под бутылкой устанавливается чашка для ссыпания крупы.
Следующим (четвертым) шагом является определение времени истечения крупы. В момент, когда откручивается крышка, включается секундомер, когда последняя крупинка высыпается, секундомер останавливается. Для каждого вида крупы проводится три эксперимента. Затем определяется среднее время истечения для каждой крупы.
Средняя скорость истечения определяется как отношение количества крупы (массы) к времени истечения. Полученные данные заносятся в таблицы, зависимость скорости истечения от диаметра отображается в графическом виде.

м риса будут приблизительно равны, так как диаметры их крупинок отличаются незначительно

По результатам проведенного эксперимента можно сделать вывод о том, что скорость истечения увеличивается в следующей последовательности: фасоль – горох – рис – гречка – пшено

зависимости скорости истечения сыпучих пищевых продуктов от вида крупы подтвердилась, то есть диаметр крупинок действительно влияет на скорость истечения. Из результатов работы хорошо видно, что чем большим диаметром обладают крупинки, тем меньше скорость истечения крупы.
При более глубоком подходе к проблеме можно провести исследование скорости истечения сыпучих пищевых продуктов от массы крупинок, от диаметра воронки