簡易檢索 / 詳目顯示

研究生: 藍亦熒
Yi-Ying-Lan,
論文名稱: 二元乾燥顆粒混合物於二維旋轉漏槽中阻塞現象之研究
Jamming analysis of a binary dry granular mixture in a two-dimensional rotating hopper
指導教授: 方中
Fang, Chung
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 工學院 - 土木工程學系
Department of Civil Engineering
論文出版年: 2016
畢業學年度: 104
語文別: 中文
論文頁數: 124
中文關鍵詞: 長寬比阻塞機率拱阻塞開口跨距混合顆粒
外文關鍵詞: Aspect ratio, Jamming probability, Arch jamming, Opening span, mixed grain
相關次數: 點閱:68下載:0
分享至:
查詢本校圖書館目錄 查詢臺灣博碩士論文知識加值系統 勘誤回報
  • 本實驗之目的是藉由改變顆粒之重力方向,去得到不同顆粒長寬比在不同邊界條件下之阻塞機率與拱阻塞之行為。在實驗過程中主要之參數變化有顆粒長寬比與實驗坡度θ、漏槽之開口大小,其中漏槽之開口大小是影響顆粒阻塞行為中最直接之因素,其他參數亦有可能影響實驗之結果,例如顆粒材質、轉盤轉速、顆粒數量、實驗次數、顆粒之排列方式等。

    當顆粒長寬比增加,阻塞現象愈容易發生,因顆粒長寬愈大時,顆粒較細長,因此顆粒與顆粒間有較大之接觸面,當接觸面積增大,產生的接觸點亦較多,因此阻塞機率愈高。當長寬比愈大時,顆粒成拱數之範圍亦較大。原因為長寬比愈大顆粒較易產生顆粒偏轉現象,此時X向跨距會發生在橢圓顆粒之長軸上,導致顆粒數較少之情況發生。

    3種坡度中,當顆粒長寬比較小時,斜率變化皆較大,而在長寬比3時,斜率變化皆較小,表示長寬比愈小,對開口寬度d之變化較敏感。比較3種坡度之阻塞機率,30°之阻塞機率最大,原因在於坡度較小時顆粒流動較順利,不易阻塞,故阻塞機率較低。

    在混合顆粒實驗中,長寬比3之阻塞機率較混合顆粒高,原因為當顆粒皆為長寬比3時,顆粒間有較大之接觸面,接觸點較多,故阻塞機率較高。

    The purpose of the study is on the influence of mixed ratio of binary dry granular mixture on the jamming probability in a rotating 2D hopper.

    The 2D rotating hopper is self-constructed, with adjustable hopper slope and hopper opening. The elliptical grains with different aspect ratios are equally constructed. Both the hopper passage and elliptical grains are made of Plexiglass.
    The parameters in the experiment are the aspect ratio of the elliptical grains, the experimental slope θ, the other parameters such as grain material, rotating speed, amount of grains, the number of the experiment done, the arrangement of the grains etc.

    When the aspect ratio increases, the jamming probability increases corresponding, because the grains are relatively thin, therefore the contact points between the grains are increased. When the aspect ratio increases, it will increase the range of the arch numbers, because the higher aspect ratio of the grains is easier to occurs grains deflection phenomenon.

    摘要 i Abstract ii 誌謝 v 目錄 vi 表目錄 viii 圖目錄 ix 第一章 1 顆粒物質導論 1 1.1顆粒物質 1 1.2顆粒物質特性 2 1.2.1力鍊 (Force chain ) 2 1.2.2剪脹性現象 (Dilatancy) 3 1.2.3摩擦角 (Angle of friction) 4 1.2.4拱效應與阻塞 4 1.2.5對流現象(Convection) 5 1.3研究動機與目的 5 1.4論文架構 6 第二章 7 阻塞實驗之理論與基礎 7 2.1實驗裝置 7 2.2阻塞機率(Jamming probability) 8 2.3限制隨機遊走模型(Restricted random walk model) 9 第三章 13 實驗之機構設計與介紹 13 3.1簡介 13 3.2實驗顆粒 13 3.3研究之實驗設計 15 3.3 機構介紹 16 3.3.1步進馬達、減速機、電源供應器 16 3.3.2扭力調整齒輪 19 3.3.3連座軸承座及傳動桿 20 3.3.4支柱、底梁與調整腳 21 3.3.5轉盤及壓克力板 23 第四章 26 結果與討論 26 4.1問題定義 26 4.2實驗之參數設定 27 4.2.1邊界條件 28 4.2.2轉盤速度 29 4.2.3顆粒數量 29 4.2.4顆粒之排列方式 29 4.3結果與討論 32 4.3.1坡度討論 33 4.3.2平均拱顆粒數與平均跨度 37 4.3.3混合顆粒 57 4.2.4阻塞顆粒示意圖 59 第五章 60 結論與未來展望 60 5.1結論 60 5.2未來展望 61 參考文獻 63 附錄A阻塞顆粒圖 65

    [1] 孫其誠、王光謙,顆粒物質力學導論,科學出版社,北京,2008。
    [2] http://baike.baidu.com/view/6468799.htm 訪問時間:2016.05.02
    [3] http://www.civil.ncku.edu.tw/index.php?option=course&lang=cht&task=pageinfo&belongid=1&id=15&index=9 訪問時間:2016.05.02

    [4] http://www.nextmag.com.tw/breaking-news/life/20151225/32118030
    訪問時間:2016.05.2.

    [5] http://www.jiancang.com.tw/jc_02.htm 訪問時間:2016.05.02
    [6] http://www.kedo.gov.cn/ask/bkwd/hkkj/292842.shtml
    訪問時間:2016.05.02

    [7]http://www.nipic.com/show/1/65/5086895kaabab0b0.htm
    [8] 孫其誠、王光謙,靜態堆積顆粒中的力鍊分布,物理學報,第57卷,第8期,頁4667-4674,2008。
    [9] 雷國輝、陳晶晶,無黏性土剪脹性的細觀認識,岩土工程學報,第33卷,第9期,頁1333-1339,2011。
    [10] Ristow, G. H. Pattern Formation in Granular Materials, Springer, 1999.
    [11] 歐陽,解說土壤力學,文笙書局,2014
    [12] http://tkuir.lib.tku.edu.tw:8080/dspace/bitstream/987654321/6800/2/922211E
    032008.pdf, 訪問時間:2016.5.02
    [13] http://cn.dreamstime.com/%E5%BA%93%E5%AD%98%E5%9B%BE%E7%89%87-%E5%A0%86%E6%B2%99%E5%AD%90-image17642244, 訪問時間:2016.05.02
    [14] Duran, J. Sands, Powders, and Grains : An Introduction to the Physics of Granular Materials, Springer, 1999.

    [15] Duran, J. Sands, Powders, and Grains : An Introduction to the Physics of Granular Materials, Springer, 1999.
    https://www.google.com.tw/search?q=%E6%8B%B1%E6%A9%8B&espv=2&biw=1680&bih=925&source=lnms&tbm=isch&sa=X&ved=0ahUKEwiJ08W0oLjMAhWKnJQKHQF2BYgQ_AUIBigB#imgrc=zMQ-OWRX1e1CRM%3A,造訪時間2016.5.02
    [16]
    徐源鴻(2010),「橢圓長寬比對二維顆粒混合物分層效應影響之研究」,國立成功大學土木工程研究所碩士論文。
    [17] To, K., Lai, P.-Y., and Pak, H. K., Flow and jam of granular particles in a two-dimensional hopper, Physica A, 315, 174-180(2002)
    [18] To, K., Lai, P.-Y., Jamming pattern in a two-dimensional hopper, Phys. Rev. E 66, 011308, (2002)
    [19] To, K., Lai, P.-Y., and Pak, H. K., Jamming of granular flow in a two-dimensional hopper,Rev,71-74(2001)
    [20] 陳進旺(2015),「橢圓顆粒長寬比對二維旋轉漏槽阻塞機率影響之實驗研究」,國立成功大學土木工程研究所碩士論文。
    [21] https://zh.wikipedia.org/wiki/%E8%81%9A%E7%94%B2%E5%9F%BA%E
    4%B8%99%E7%83%AF%E9%85%B8%E7%94%B2%E9%85%AF, 訪問時
    間:2016.05.19
    [22] https://www.khkgears.co.jp/khkweb/search/sunpou.do?indexCode=4&lang=zh_TW&referrer=series&seihinNm=SS2.5-12&curPage=default#SS2.5-12, 訪問時間:2016.5.20
    [23] http://mail.scvs.ntpc.edu.tw/~gupeen/top1/chap10/htm/chap10-41.htm, 訪問時
    間:2015.06.10.

    [24] Lin YJ, Fang C, The study of flow jamming of ellipse particles in a 2Dhopper, submitted for publication.

    [25] Lin YJ, Fang C, Experimental study on depositing arch jamming of elliptical disks in a two-dimensional static hopper. J Mech (in press)

    [26] Lin YJ, Fang C, Chen CW, On influence of aspect ratio on jamming probability for flows of elliptical disks in a two-dimensional rotating hopper. British J Appl Sci Technol 14(3):1-8

    無法下載圖示 校內:2021-08-10公開
    校外:不公開
    電子論文尚未授權公開,紙本請查館藏目錄
    QR CODE