การติดขัดของวัสดุเม็ดภายใต้การสั่นแนวดิ่งในฮอปเปอร์ 2 มิติ

Abstract

          งานวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อศึกษาการติดขัดของวัสดุเม็ดภายใต้การสั่นแนวดิ่งในฮอปเปอร์รูปลิ่ม 2 มิติ วัสดุเม็ดที่ใช้ในการทดลองคือกลุ่มของอนุภาคทรงกระบอก ทำมาจากไม้เนื้อแข็ง ขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 1 เซนติเมตร ความยาว 6 เซนติเมตร ผิวมีลักษณะเรียบและแห้ง และมีจำนวน 350 อนุภาค วัสดุเม็ดจะถูกนำมาจัดเรียงแบบสุ่มลงในฮอปเปอร์ที่มีขนาดมุมฮอปเปอร์เท่ากับ 10 – 50 องศา และขนาดช่องปล่อยฮอปเปอร์เป็น 2 - 6 เท่าของขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางของวัสดุเม็ด จากนั้นวัสดุเม็ดจะถูกปล่อยให้ไหลออกจากฮอปเปอร์แบบตกอย่างอิสระ และภายใต้การสั่นในแนวดิ่งโดยใช้ค่าความเร่งไร้มิติ 5 ค่าในช่วง 0.011g – 0.301g ซึ่งจะเปลี่ยนแปลงได้ตามค่าความถี่ในการสั่น โดยแอมพลิจูดในการสั่นคงที่เท่ากับ 5 มิลลิเมตร ผลการทดลองพบว่าเมื่อค่าความเร่งไร้ มิติในการสั่นแนวดิ่งและขนาดมุมฮอปเปอร์ยิ่งมีค่ามาก อัตราส่วนการติดขัดและเวลา ที่วัสดุเม็ดใช้ในการไหลออกหมดจะน้อยลงและทำให้อัตราการไหลเชิงมวลเพิ่มขึ้น ส่วนการจัดเรียงตัวของอนุภาคเมื่อวัสดุเม็ดเกิดการขัดตัวกันนั้น สังเกตได้ว่าเมื่อขนาดช่องปล่อยฮอปเปอร์กว้างและมุมฮอปเปอร์น้อยจะยิ่งทำให้จำนวนอนุภาคที่เรียงตัวขัดกันเพิ่มขึ้นและแนวการโค้งตัวมาก อย่างไรก็ตามไม่พบความสัมพันธ์ระหว่างมุมฮอปเปอร์และค่าความเร่งไร้มิติในการสั่น แนวดิ่งกับเวลาที่วัสดุเม็ดเกิดการอุดตัน           This study aims to experimentally investigate the jamming of granular material under vertical vibration in 2-Dimensional wedge-shape hopper. Granular material used in the experiment was the group of cylindrical particles made from hardwood 1 cm in diameter and 6 cm in length with smooth and dry surface and there were 350 particles. Granular material was randomly placed inside the hopper at 10 – 50 degrees of hopper angle and 2 – 6 times of the hopper opening size larger than the granular material’s diameter. Then, the granular material was launched to freely flow and global vertically vibrate with 5 values of dimensionless vibration acceleration ranged from 0.011g – 0.301g which changed according to the frequency of vibration and the amplitude of the vibration was constant at 5 mm. The result has illustrated that the more dimensionless vertical vibration acceleration and hopper angle, the less jamming ratio and hopper emptying time and this led to the mass flow rate increase. In addition, the arrangement pattern of particles when granular material’s arching occurred was observed that the more hopper opening size and the less hopper angle, the more the number of arching particles and also the more in curve. Nevertheless, it cannot be found the correlation of hopper angle size and dimensionless vertical vibration acceleration value with clogging time of granular material.