Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1. Естественный и искусственный водный лёд: получение, использование, моделирование процесса
1.1. Физические основы кристаллизации льда 9
1.1.1. Физико-химические свойства льда 10
1.1.2. Фазовый переход первого рода 14
1.1.3. Физико-химические свойства льда 20
1.1.4. Механические свойства льда 21
1.1.5. Сублимация льда 26
1.2. Теоретические основы передачи тепла при льдообразовании 26
1.2.1. Нестационарная теплопроводность 26
1.2.2. Вынужденная конвекция 28
1.2.3. Комплексное двустороннее льдообразование 30
1.2.4. Теория замораживания Р. Планка 31
1.3. Получение естественного и искусственного льда 34
1.3.1. Климатология естественного льда 36
1.3.2. Получение льда в бунтах 38
1.3.3. Технология производства искусственного льда в льдогенераторах 41
1.4. Моделирование и расчет льдообразования 47
1.4.1. Время намерзания льда 50
Выводы: 51
ГЛАВА 2. Исследование процесса льдообразования
2.1. Получение льда на носителях 52
2.1.1. Наслаивание льда на охлаждённых гранулах 53
2.1.2. Интенсификация процесса льдообразования 56
2.1.3. Кинетика процесса гранулирования льда ...65
2.1.4. Толщина плёнки воды на гранулах 67
2.1.5. Статистическое планирование эксперимента 68
2.1.6. Образование фракции ледяной затравки в непрерывном режиме 71
В ы вод ы: 73
ГЛАВА 3. Получение гранулированного льда
3.1. Моделирование процесса гранулирования льда 75
3.1.1. Физическое моделирование циркуляционного слоя 79
3.1.2. Течение суспензии по межсекционным перетокам 83
3.1.3. Режим густой суспензии 86
3.1.4. Работа погружного эрлифта 88
3.2. Экспериментальные исследования образования и гранулирования льда 89
3.2.1. Поле скоростей в трёхфазном циркуляционном слое 90
3.2.2. Выброс частиц из эрлифта в кипящем слое 93
3.2.3. Зависимость производительности эрлифта по суспензии от величины расходе газа 96
3.2.4. Производительность процесса послойной наморозки гранул льда 101
3.3. Схема экспериментального льдогенератора 104
Выводы: 107
ГЛАВА 4. Техника и методика экспериментальных исследований льдообразования
4.1. Обоснование выбора метода производства гранулированного льда 109
4.2. Схема организации и проведения экспериментальных исследований 113
4.3. Модельные гранулированные среды, использованные в эксперименте 114
4.4. Методы исследований 115
Выводы 116
ГЛАВА 5. Практическое использование гранулированного льда
5.1. Льдоводяное охлаждение жидких сред 118
5.2. Поддержание изотермических условий в химических реакциях .122
5.3. Использование льда в системах кондиционирования воздуха 122
5.4. Охлаждение льдом пищевых продуктов при их транспортировки 123
5.5. Охлаждение нежных и скоропортящихся продуктов 125
5.6. Технические параметры льдогенератора с кипящим слоем 127
Выводы 130
Выводы по диссертации 131
Литература
- Физико-химические свойства льда
- Интенсификация процесса льдообразования
- Экспериментальные исследования образования и гранулирования льда
- Схема организации и проведения экспериментальных исследований
Введение к работе
Актуальность работы. Получение и потребление искусственного льда приобрело в настоящее время глобальный характер как в промышленности (создание изотермических условий в химии, обработка расплавов алюминия в металлургии, охлаждение и сохранение пищевых продуктов и т.д.), так и в сфере обслуживания (собственно потребление пищевого льда, охлаждение соков, напитков и т.п.).
В льдотехнике наиболее широко распространён процесс получения льда, технология которого в настоящее время в большинстве случаев реализуется в льдогенераторах с намораживанием льда на поверхности барабана. Ее недостатки очевидны: односторонность охлаждения; съем тепла через слой льда с теплопроводностью меньшей, чем у металла; механический способ удаления льда; получение гранул с острыми кромками, и как следствие плохие технологические показатели аппаратуры: вес, габариты, расход энергии, качество ледяной шуги. В то же время на озерах, реках, морях наблюдается явление быстрого замораживания воды при ее разливах на поверхности ледяного покрова: снизу за счет холода льда, сверху вследствие контакта с холодным воздухом. В усовершенствованном виде оно применяется при подготовке ледяных арен для проведения спортивных и зрелищных мероприятий путем протаскивания по льду рамки с водой. Время замерзания образовавшейся пленки воды очень мало, порядка десятка секунд.
Использование подобного явления в ступенчатом процессе составляет существенный фактор интенсификации гидродинамики и массообмена, наиболее прогрессивным способом контакта фаз в котором является режим псевдоожиженного циркуляционного слоя в двух- и трехфазных системах. Одновременно для широкой области крупнотоннажных процессов промышленности и экологии (сорбция, ионообмен, экстрагирование, регенерация, ...) существует проблема гидродинамической устойчивости течения транзитного потока гранул твердой фазы в перегородках между секциями.
Данное исследование, в котором разработана и реализована двусторонняя схема охлаждения воды и намораживания льда в двух- и трехфазных кипящих слоях, позволило реализовать процесс образования искусственного льда в простом по конструкции льдогенераторе. Поэтому совершенствование технологии получения искусственного льда, как развитие нового пути процесса пленочного замораживания воды, является актуальной задачей.
Цель работы: разработка и теоретическое обоснование опытной технологии получения гранулированного льда в ступенчатом кипящем слое и изучение условий ее проведения.
Для достижения цели необходимо:
1. Изучить процесс послойного льдообразования при двустороннем замораживании воды в условиях вынужденной конвекции холодильного агента.
2. Получить искусственный гранулированный лед путем применения циркуляционного слоя в системах твердое тело - газ (Т:Г) и твердое тело — жидкость - газ (Т:Ж:Г).
3. Выявить и обобщить математически количественные показатели процесса гранулообразования льда.
4. Обосновать способ образования ледяной затравки в непрерывном режиме массообменного процесса в кипящем слое.
5. Решить проблему гидродинамической устойчивости течения транзитного потока гранул твердой фазы в ступенчатом массообменном процесс в системе твердое тело — жидкость - газ (Т:Ж:Г).
Научная новизна работы:
1. Теоретически обоснован и экспериментально подтвержден способ намораживания воды на поверхности гранул льда термодинамическим методом (использование внутреннего холода).
2. Впервые целенаправленно проведен процесс двустороннего замораживания плёнки воды на поверхности гранул льда в системе твердое - газ (Т:Г) и определен оптимальный режим подачи воды на орошение.
3. Создана математическая модель кинетики намораживания льда в кипящем слое и установлены пределы перепада и рабочего интервала температур фаз.
4. Реализован процесс непрерывного получения кристаллизационной затравки путем разрушения части гранул каплями теплой воды.
5. Разработан непрерывный способ введения транзитного потока суспензии в циркуляционный слой, обеспечивающий гидродинамическую устойчивость межсекционных течений в ступенчатом процессе.
Практическая значимость:
По результаты экспериментальных исследований разработаны конструкции аппаратов с псевдоожиженным слоем. Предложена технологическая схема установки для непрерывного процесса льдообразования в трёхфазном слое. Практические рекомендации по созданию льдогенератора, результаты экспериментальных исследований, алгоритмы математического моделирования и оптимизации могут быть использованы для энергосбережения в широком классе непрерывно действующих аппаратов с трёхфазным циркуляционным слоем, применяемых в различных отраслях промышленности и сельском хозяйстве. Предложен способ непрерывного получения фракции кристаллической затравки льда. Предложен новый метод непрерывной переработки гранулированного сырья с использованием густой суспензии в циркуляторах с трёхфазным слоем. Решение проблемы гидродинамической устойчивости межсекционных течений завершает период становления класса крупнотоннажных горизонтальных секционированных аппаратов с трехфазной системой.
Основные положения, выносимые на защиту:
1. Двусторонний теплоотвод с несимметричным охлаждением пленки воды в условиях теплопроводности и вынужденной конвекции.
2. Математическая модель намораживания слоя льда за счет внутреннего холода гранул.
3. Зависимость производительности секции кипящего слоя от параметров проведения процесса.
4. Метод введения транзитного потока в циркуляционный слой.
5. Метод получения кристаллической затравки льда в непрерывном " режиме.
Апробация работы: Материалы диссертационной работы опубликованы на четвёртой Всероссийской научной Internet конференции "Компьютерное математическое моделирование в естественных и технических науках" (Тамбов, 2002), в сборниках научных работ "Продукты питания и рациональное использование сырьевых ресурсов" (Кемерово, 2001, 2002), Международном симпозиуме "Федеральные и региональные аспекты государственной политики в области здорового питания" (Кемерово, 2002), Международном научно практической конференции "Перспективы производства продуктов питания к нового поколения" (Омск, 2003), Региональной конференции "Перспективы развития технологий переработки вторичных ресурсов в Кузбассе" (Новокузнецк, 2003).
Публикации. Результаты работы изложены в 16 печатных публикациях, из них 3 депонированы в ВИНИТИ, список которых приведён в конце автореферата.
Объём и структура диссертации. Диссертация состоит из введения, четырёх глав, выводов и списка цитируемой литературы, включающего 174 работы отечественных и зарубежных авторов, а также 6 приложений. Она содержит 146 страниц основного машинописного текста, 43 рисунка, 28 таблиц.
Физико-химические свойства льда
Природная вода, где бы она ни находилась и в каком бы агрегатном состоянии (газообразном, жидком или твердом) ни была, всегда представляет собой раствор других веществ (газообразных, жидких или твердых), а также содержит подчас в незначительных количествах свои модификации (с другими относительными атомными массами водорода и кислорода и другими свойствами). Стало быть, вода — понятие собирательное.
Вода является структурно-сложным соединением водорода (11,9%) и кислорода (88,1%) со свойствами, во многом обусловливаемыми водородными молекулярными связями. Кроме обычной воды и её модификаций при высоких давлениях известны так называемая "тяжёлая вода" (вода изотопов водорода и кислорода, содержащаяся в малых количествах) и особо плотная поливода (предположительно полимер обычный воды) [60].
Исследование на основе рентгеновского и нейтронного анализов позволили выяснить атомно-молекулярную структуру воды и льда. В современных моделях молекула воды (НгО) имеет угловое строение; входящее в её состав ядра образуют равнобедренный треугольник, в основании которого находятся два протона, а в вершине — ядро атома кислорода. Межъядерные расстояния О-Н близки к 0,1 нм, расстояние между ядрами атомов водорода равно примерно 0,15 нм. Из восьми электронов, составляющих внешний электронный слой атома кислорода в молекуле воды две электронные пары образуют ковалентные связи О-Н, а остальные четыре электрона представляют собой две не поделенных электронных пары.
Структура атома следующая: вокруг положительно заряженного протонного ядра на определенных уровнях по различным орбитам движутся отрицательно заряженные электроны, образующие электронное облако. Число электронов в каждой оболочке для атома каждого элемента строго определенное [66]. Атом кислорода в молекуле воды находится в состоянии 5р3 - гибридизации. Поэтому валентный угол НОН (104,3) близок к тетраэдрическому (105), что приводит к неполной компенсации внутримолекулярных сил, избыток которых обусловливает асимметрию распределения зарядов, создающую полярность молекулы воды.. Электроны, образующие связи О-Н, смещены к более электроотрицательному атому кислорода. В результате атомы водорода приобретают эффективные положительные заряды, создающих два положительных полюса. Центры отрицательных зарядов неподелённых электронных пар атома кислорода, находящиеся на гибридных 8р3 — орбиталях, смещены относительно ядра атома и создают два отрицательных полюса (см. рис. 1.1)
Эта полярность у воды, более значительная, чем у других веществ, обусловливает ее дипольный момент и диэлектрическую проницаемость. Последняя весьма велика и определяет интенсивность растворения водой различных веществ. При 0С диэлектрическая проницаемость воды составляет 74,6; с повышением температуры она падает [62].
Многочисленные схемы строения молекулы воды являются гипотетическими, построенными на косвенных наблюдениях некоторых признаков поведения и свойств молекул и атомов.
.Несмотря на то, что вода — вещество, принятое в качестве эталона меры плотности, объема и т. д. для других веществ, сама вода, как это не странно, является самым аномальным среди них. Общеизвестно, что все вещества при нагревании увеличивают свой объем и уменьшают плотность. У воды наблюдается то же самое, за исключением интервала от 0 до 4С, когда с возрастанием температуры объем воды не увеличивается, а, наоборот, сокращается. Максимальная плотность отмечается при 4С. Таким образом, для воды зависимость между объемом и температурой не однозначна (как в нормальных условиях для других веществ), а двузначна. Например, при 3 и 5С масса воды занимает один и тот же объем, так же как и при 0 и 8С и т. д. Т Несмотря на указанную аномалию, вода служит эталоном плотности при 4С, когда 1 см3 ее имеет массу 1 г [75]. Ниже 0С объем воды продолжает увеличиваться, но только при условии переохлаждения, которое для своего создания требует исключительных условий: полной неподвижности воды и отсутствия центров кристаллизации льда (пыли, кристалликов льда и т. п.). Вода, лишенная растворенных газов, может быть переохлаждена до минус 70С без превращения в лёд. При легком встряхивании либо при введении льдинки или другого центра кристаллизации / она мгновенно превращается в лед, и температура ее подскакивает (на 70 С) до 0С.
Вода также может быть доведена до 150 С без закипания. При введении в такую перегретую воду пузырька воздуха она мгновенно вскипает, и температура ее падает до 100С. При замерзании объем воды возрастает внезапно примерно на 11% и так же внезапно, скачком, уменьшается в обратном направлении при таянии льда. Расширение объема при замерзании приводит к возникновению избыточного давления, достигающего, как показывают наблюдения, 2500 кгс/см2. Именно этим объясняются разрушительная сила замерзающей воды в замкнутых пустотах и трещинах горных пород, откалывающая подчас многотонные глыбы и дробящая их в дальнейшем на мелкие осколки [142].
Интенсификация процесса льдообразования
В данной работе за основу принята математическая модель, с достаточной точностью описывающая процесс переноса тепла при намораживании воды, в которой рассматриваемая задача решается приближённо, на основе метода интегральных соотношений с учётом следующих допущений: -капля жидкости принимает форму неограниченной пластины; -вода кристаллизуется мгновенно; -условия теплообмена симметричны; -температура охлаждающей среды постоянна в пределах цикла. Рассмотрим процесс кристаллизации капли воды на поверхности шарообразной частички льда. При послойной кристаллизации жидкости в виде пленки полагаем следующее: 1.Теплоёмкость кристаллической частицы льда равна нулю. 2. Перед началом процесса замораживания растекающейся капли воды на поверхности льда, тело предварительно охлаждается до температуры равной температуре псевдоожижения, te= tw= -28 С. 3. От исходного размера частицы жидкости зависит дальнейший размер гранулы.
Пусть при соблюдении этих условий замораживается неограниченное тело с плоской поверхностью. Дана шарообразная частичка льда радиусом R и температурой t0=-15 С. В момент времени т=0 частицы механизированным способом через входное окно поступают в камеру 1 (среду) с температурой tf=10 С, т.е. tf to. На границе шарообразной частицы льда происходит её теплообмен со средой по закону Ньютона (граничные условия третьего рода).
Частица нагревается, отдавая холод окружающей среде, причём температура на поверхности tx=r, равная температуре поверхности частицы tx=r=tw и ближе к центру tx=0=tn будут различны. В фиксированной точке частицы её температура зависит только от чисел Bi и Fo. При Bi-»oo (Ві 100) [122] внутреннее термическое сопротивление r/A,w велико по сравнению с внешним термическим сопротивлениям 1/а r/Xw»l/a (1/а-»0). Граничные условия третьего рода переходят в граничные условия первого рода и температура шарообразной частицы льда становится приблизительно равной температуре окружающей среды tw, т.е. tw U. Спустя некоторое время, после того как температуры частицы и камеры выровнялись, частицы готовы к послойному намораживанию жидкости. При начале контакта капли воды с поверхностью частицы образуется шесть точек соприкосновения. Минимальное расстояние этих точек придаёт капле искаженную форму так, что вода, попадая на поверхность гранулы, растекается по ее поверхности в чечевицеобразныи слой, замерзающий с двух сторон.
В этом случае коэффициент теплоотдачи различен с разных сторон капли жидкости, т.е. коэффициенты теплоотдачи от источника холода (шарообразная частичка льда) и псевдоожижающей среды, заметно отличаются (см. рис.2.4).
Схема кристаллизации жидкости с плоской поверхностью при т 0: 1- начальная фаза; 2- слой жидкости при Т=273.15 К; Тж- температура поверхно-сти слоя жидкости; Tf— температура по-верхности исходной фазы; Tvv- темпера-тура шарообразной частички льда; Т„,- температура псевдоожижающей среды.
Очевидно, что периферия чечевичной капли имеет нулевую толщину, т.е. сходит на нет, и что замерзание воды на периферии происходит мгновенно. Принятые в начале параграфа 2.2.1 допущения следует дополнить, т.к. физический процесс наслаивания льда в кипящем слое существенно зависит от гидродинамических особенностей принятого способа подачи воды и условия контакта капли воды с гранулой. Модель (2.3), описывая теплоотвод с замерзающей пластины, отражает одно- или двухсторонний поток конвективного тепла. Для нашего случая (рис. 2.5) образование льда на поверхности идёт за счёт внутреннего холода гранулы путём теплопроводности монолитной.
Величина капель, подаваемых на гранулы кипящего слоя из форсунки, ограничена несколькими условиями, представляющими собой конкурирующие параметры. С одной стороны наибольший размер капель должен удовлетворять условию отсутствия проскока воды через кипящий слой. Поэтому последовательное дробление капли при ударе о гранулу с образованием первичных и т.д. брызг должно быть конечным процессом в пределах рабочего объёма кипящего слоя.
Кроме того при данной скорости псевдоожижающего агента объём капли не должен приводить к смерзанию гранул, поскольку капля может образовать первоначально агломерат из нескольких частиц, заполнив порозное пространство между ними. За счёт вязкости воды такой агломерат может удержаться в связном состоянии буквально несколько секунд, однако смерзание гранул происходит ещё быстрее - за доли секунды. Такое мы постоянно наблюдаем в жизни, когда бросаем кубики льда в напитки и соки.
С другой стороны минимальный размер капель ограничен условием уноса мелких частиц из кипящего слоя потоком псевдоожижающего агента. Отсюда возникает требование к форсункам: функция распределения капель по размеру должна иметь минимально возможную дисперсию.
Экспериментальные исследования образования и гранулирования льда
Наиболее существенные трудности организации противоточных трёхфазных процессов лежат в области массопереноса, поскольку пневматическое перемешивание суспензий органически связано с явлениями обратного перемешивания и движения частиц из секции в секцию возможно лишь при отделении в каждой из них твёрдой фазы от жидкой. В то время ввод транзитного потока в циркуляционный легко достижим только для жидкостей и газов. Для твёрдых фаз ввод спутного потока прост только при механическом перемешивании. Отсюда возникает ситуация, в которой чем больше транзитный поток, тем больше, как правило, обратное перемешивание. К этому добавляется ещё одно ограничение. Остановка транзитного потока, как явление нарушения гидродинамики течения широко известно, в практике физических процессов, а вот скачкообразное повышение обратного перемешивания при изменении соотношения Т:Ж присуще только трёхфазному циркуляционному слою. Ограничением при этом является высота суспензии над входным отверстием переточного канала от рабочего объёма секции к эрлифту.
Термин "суспензия" соответствует такому классу неоднородных систем, которые состоят из смеси жидкости и частиц, не соприкасающихся друг с другом, кроме случайных столкновений при движении суспензии [97, 115]. Такому определению суспензии всегда соответствует предел её существования, при котором частицы начинают постоянно соприкасаться, а межгранульное пространство будет заполнено жидкостью. Интервал существования такой суспензии определяется пределами от 0 до х= (1-е)/ с, т.е. по соотношению Т:Ж, где є - коэффициент порозности слоя.
В нашем случае в установке с помощью воздушного потока мы добились процесса взаимного проникновения жидкости и сыпучей массы, которые образуют густую суспензию. Режим густой суспензии, реализованный в аппарате с такой системой, показывает лучшее в настоящее время соотношение фаз, твёрдое тело-жидкость, превосходящее аналогичный показатель в плотном слое [47]. В зависимости от скорости потока густая суспензия может иметь различную степень текучести, что позволило произвести эксперимент по определению пределов существования режимов течения с указанной суспензией. Термин "густая суспензия" соответствует её состоянию, в котором твёрдые частицы суспензии постоянно соприкасаются друг с другом в процессе движения [9]. Например, при порозности ионита є=0.34 соотношение фаз в плотном слое равно Т: Ж=1.94, а в густой суспензии до 2.91:1. Это предел, при котором движение суспензии прекращается и в создавшемся неподвижном слое происходит каналообразование. На основе режима густой суспензии удалось найти многочисленные технические решения в классе непрерывно действующих пневматических аппаратов. Сочетание подвижной густой суспензии с минимально возможным объёмом межгранульной жидкости, в порозном пространстве зернистой массы, создаёт исходные позиции для конструирования аппаратов с таким слоем, обладающих хорошими технологическими достоинствами (простота конструктивного оформления; возможность организации непрерывных и особенно противоточных процессов Т: Ж с низкими коэффициентом продольного перемешивания, с высокой степенью извлечения; больше количество проводимых процессов, чем в других системах и т.д.). Реализация режима густой суспензии наиболее благоприятна в циркуляционном контуре, например, при получении гранулированного льда, т.к. позволяет совместить стадии намораживания гранул с их последующим охлаждением [50]. Суспензии, особенно густые, представляют собой как минимум бингамовские жидкости, равномерное течение которых возможно при напряжении сдвига, превышающем предел текучести. Эрлифты являются одними из основных элементов в конструкции модели и играют немаловажную роль в различных процессах. Эрлифты, как устройства для подъёма жидкости или суспензии, имеют начальный не - устойчивый участок работы с нулевой производительностью, на котором газ лишь побулькивает по трубе эрлифта, что хорошо видно на кривых изменения производительности [9]. Для достижения устойчивого режима работы эрлифтов была выполнена следующая конструкция, представленная в виде схемы (см. рис., 3.3.) с изображением линий тока 1 при малых и 2 при больших производительностях эрлифта.
Рассмотрим некоторые конструкции эрлифтов, которые могут быть приемлемые для данной модели. Если эрлифт не симметричный, со скосом внизу, то линии потока тоже не симметричны (см. рис. 3.3., б). При устойчивой работе, эрлифт будет устойчиво втягивать суспензию из ближайшей зоны, в данном случае (для упрощения), ограниченной линиями тока 1, 2.
Схема организации и проведения экспериментальных исследований
Экспериментальные исследования проводились на базе исследований лаборатории кафедры "Теплохладотехники" Кемеровского технологического института пищевой промышленности. Весь цикл исследований состоит из нескольких этапов. Общая схема исследований представлена в следующем виде
Этапы исследований и изучаемые факторы
1. Разработка и изготовление экспериментальной непрерывно действующей установки с циркуляционным кипящим слоем в системе Т:Ж:Г: - гидродинамическая устойчивость межсекционных переточных каналов; - графически зависимости кипящего слоя в координатах Qcycn-Qra3a; - метод введения спутного потока в циркуляционный.
2. Разработка конструкции льдогенератора с псевдоожиженным слоем: - изучен процесс получения искусственного гранулированного льда при двухстороннем теплоотводе; - фракция затравки льда; - физико-механические свойства.
3. Изучен процесс получения искусственного гранулированного льда: - температура псевдоожижающей среды; - время наморозки гранул; - начальный и конечный диаметр частиц льда;
4. Практическое использование гранулированного льда: - использования льда для охлаждения пищевых продуктов при их транспортировке; - использования льда для охлаждения нежных и скоропортящихся продуктов.
На первом этапе разработали и изготовили опытную экспериментальную установку с трёхфазным слоем, изучали гидродинамику жидкости, добивались гидродинамической устойчивости движения потоков в переточных каналах, изучили движение густой суспензии в замкнутой петле, определяли производительность Qcycn. от С?газа.
На втором этапе получили искусственный гранулированный лёд в псевдоожиженном циркуляционном слое методом послойной плёночной кристаллизации воды, и определяли оптимальные параметры (температуру псевдоожижения, время наморозки, расход воды, скорость псевдоожижения, начальный и конечный диаметр гранул) технологического процесса гранулирования.
На третьем определяли физико-механические свойства гранул полученного льда (гранулометрический состав, насыпную плотность, угол естественного откоса, прочность гранул).
На заключительном этапе реализовали полученный гранулированный лёд как охлаждающую среду в различных сферах его применения.
Для решения поставленных задач использованы ЭВМ, современные технологические, физико-механические и статистические методы исследований.
Гранулометрический состав использованной модельной продукции оценивали методом ситового анализа с учётом международных стандартов ИСО/Р-565-ТС-24 (сетки металлические, тканные, и пластины перфорированные для лабораторных сит, номинальные отверстия); СЭВ РС-1174/17 (Испытание материалов. Ситовой анализ состава зернистых материалов). Для анализа использовали набор из пяти стандартных сит (отверстия диаметром 4, 8, 12, 16, 20 мм). Из полученной и использованной партии гранул, отбиралось 50% от общей массы продукции. Время просеивания 300 с на лабораторном рассеве. Остатки на ситах взвешивались на технических весах ВТК-500 с точностью до 0.05 г.
Насыпную плотность сухой гранулированной продукции замеряли путём засыпки различных видов гранулированных частиц в мерку объёмом 250 см . Частное от деления массы навески на объём мерки выражает насыпную плотность.
Угол естественного откоса определяли при помощи прибора, состоящего из воронки с закрывающимся выпускным отверстием, подставки для крепления воронки, линейки с транспортиром и отвесом для измерения угла. Воронку, через которую высыпаются гранулы, укрепляли на определённой высоте от горизонтальной плоскости и заполняли доверху исследуемым материалом.
