มุมกอง (Angle of Repose)มุมพูน (Angle of Surcharge)ใช้ประโยชน์ได้อย่างไร

1.มุมกอง (Angle of Repose)

คอนเวเยอร์ไกด์ไปดูหน้างานนำเรื่องราวดีๆมาแบ่งปัน (ภาพ: โรงปูนซีเมนต์)

เมื่อหยุดโปรยวัสดุลงบนพื้นราบ(Horizontal) วัสดุจะกองนิ่งๆอยู่กับพื้น (Static Status)เป็นรูปกรวยคว่ำ(Conical Pile) มุมที่เกิดจากผิวสันของวัสดุทำมุมกับพื้นราบ เรียกว่ามุมกอง (Angle of Repose)

มุมกอง (Angle of Repose)

มุมกอง (Angle of Repose) เกิดเมื่ออนุภาคของวัสดุบนพื้นผิวเอียงอยู่ในสภาพสมดุลระหว่าง แรงโน้มถ่วงที่พยายามจะฉุดให้วัตถุตกลงมาในแนวดิ่งและแรงต้านทานภายใน (Internal Friction) ของวัสดุ (เหลี่ยมมุมของวัสดุที่เกาะเกี่ยวกัน) มีค่าเท่ากัน ซึ่งมุมนี้จะเป็นตัวชี้บ่ง สัมประสิทธิ์ของแรงต้านทานภายในของวัสดุ(Internal Frictional Co-Efficient ) และความสามารถในการไหล (Flowability)ของวัสดุ เช่นวัสดุที่มี มุมกอง (Angle of Repose) สูงก็จะไหลยาก ส่วนวัสดุที่มี มุมกอง (Angle of Repose) น้อยก็จะไหลตัวได้ง่าย

มุมกอง (Angle of Repose) มุมพูน (Angle of Surcharge)

Material properties affecting material flowability and conveyor belt capacity (CEMA)

รู้ค่ามุมกองแล้วใช้ประโยชน์ได้ยังไง มุมกองมีประโยชน์ในการออกแบบรูปทรงและปริมาตรของการกองวัสดุในโรงจัดเก็บวัสดุ และการขนส่ง

• มุมกองน้อยที่สุด (Minimum Angle of Repose) ใช้พิจารณาการออกแบบเพื่อรับประกันปริมาตร(Volume) ของวัสดุในพื้นที่นั้นๆให้ได้ตามความต้องการ

• มุมกองมากที่สุด (Maximum Angle of Repose) ใช้คำนวนหาน้ำหนักบรรทุกสูงสุดที่อาจเกิดขึ้นบนพื้นรองรับกองหรือพักวัสดุ ใช้ประโยชน์ในการออกแบบโครงสร้างที่จะสามารถรับน้ำหนักกองวัสดุได้

• นอกจากนี้ มุมกอง (Angle of Repose) ยังมีความหมายในแง่ของความสามารถในการไหลของวัสดุ เช่นวัสดุที่มี มุมกอง (Angle of Repose) สูงก็จะไหลยาก ส่วนวัสดุที่มี มุมกอง (Angle of Repose) น้อยก็จะไหลตัวได้ง่าย

การสร้างขนาดของโรงเก็บวัสดุสัมพันธ์กับการใช้ใช้มุมกองในการกำหนดขนาดของตัวอาคารโรงเรือนและออกแบบพื้นที่สามารถรับน้ำหนักกองวัสดุได้

2.มุมพูน (Angle of Surcharge)

มุมกอง (Angle of Repose) มุมพูน (Angle of Surcharge)

เมื่อเราเขย่ากองวัสดุขณะที่กองนิ่งๆอยู่กับพื้น (static status) แรงต้านทานภายใน (Internal Friction) ของวัสดุ จะถูกรบกวน กองวัสดุจะยุบตัวลงแบนราบมากกว่าเดิม ฐานของกองวัสดุจะแผ่กว้างขึ้น เมื่อเราหยุดเขย่าแล้วกองวัสดุก็จะเข้าสู่สภาพสมดุลอีกครั้งหนึ่ง ผิวสันของวัสดุที่ทำมุมกับพื้นราบ เรียกว่ามุมพูน (Surcharge Angle) ซึ่งจากประสบการณ์แล้ว มุมพูน (Surcharge Angle) ของวัสดุจะมีค่าน้อยกว่ามุมกอง (Angle of Repose) ของวัสดุประมาณ 10-15 องศา

มุมพูน (Surcharge Angle) คือมุมของวัสดุที่ลำเลียงอยู่บนสายพานใช้ในการออกแบบหาหน้ากว้าง (Belt Width) ของสายพานเพื่อใช้หาอัตราขนถ่าย (Capacity) มุมกองAngle of Repose ใช้ในการออกแบบไม่ได้เพราะวัสดุบนสายพานจะถูกเขย่าให้ยุบตัวลงขณะสายพานวิ่งกระทบกับลูกกลิ้งทำให้วัสดุที่ บนสายพานเปลี่ยนสถานะภาพจากมุมกอง (Angle of Repose) เป็นมุมพูน (Surcharge Angle) ดังนั้นเราจะใช้มุมพูน (Surcharge Angle) เป็นมุมที่ใช้ในการออกแบบหา capacity ของระบบลำเลียง

มุมกอง (Angle of Repose) มุมพูน (Angle of Surcharge)

ความสัมพันธ์ระหว่างความสามารถในการไหล(Flowability)ของวัสดุกับมุมพูน (Angle of Surcharge)

3.มุมพูน (Angle of Surcharge)ที่ใช้ในการออกแบบ

กฎกติกามารยาทที่ใช้ในการคำนวณหาค่าcapacity ของระบบลำเลียงคือ หน้าตัดของวัสดุที่ลำเลียงบนสายพานจะต้องห่างจากขอบของสายพานตามรูปเพื่อป้องกันไม่ให้วัสดุล้นออกจากสายพานค่าหน้าตัดของสายพานที่สัมพันธ์กับมุมแอ่ง(Trough Angle) ของลูกกลิ้งมีหน่วยเป็นตารางเมตรหาได้จากตารางข้างล่างนี้

สมมติฐานหน้าตัดของวัสดุที่กองบนสายพาน

ตารางนี้มีประโยชน์คือ ทำให้เราทราบว่าเมื่อเราเลือกหน้ากว้างของสายพาน และทราบ Surcharge Angle ของวัสดุและเลือก Trough Angle ลูกกลิ้งแล้ว จะสามารถทำให้เรารู้ค่าหน้าตัดบนสายพานได้อย่างง่ายๆโดยดูจากตาราง ยกตัวอย่างเช่น ถ้าเราเลือกสายพานที่มีหน้ากว้าง 800 มิลลิเมตร เลือกวัสดุที่มี Surcharge Angle 30 องศาและTrough Angle ลูกกลิ้ง 25 องศาเราจะได้หน้าตัดของวัสดุบนสายพานเท่ากับ 0.0722 ลูกบาศก์เมตรเป็นต้น