Совершенствование процесса истечения мелких сыпучих материалов из бункеров сельскохозяйственного назначения

• Автор: Комченко, Елена Викторовна
• Шифр специальности: 05.20.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Ростов-на-Дону
• Количество страниц: 192 с. : ил.

1.1 Анализ теорий механики сыпучих тел в бункерах

1.2 Классификация существующих бункеров

1.3 Анализ существующих сводоразрушающих устройств

Глава 2. Теоретические предпосылки сводоразрушающего

процесса истечения мелких сыпучих материалов

из бункеров

2.1. Обоснование допущений модели мелкого сыпучего тела

2.2 Механизм образования в бункерах статически устойчивых сводов при истечении мелких сыпучих тел

2.3 К определению областей существования сводов

в бункере

2.4. Влияние упругости мелкого сыпучего материала на

его напряжения и деформации
2.5. Влияние упругой стенки выпускного отверстия бункера
на сводообразование в нем мелкого сыпучего тела
2.6. Расход и скорость истечения мелкого сыпучего тела
из выпускного отверстия бункера
Выводы по главе
Глава 3. Экспериментальные исследования.
3.1. Цель и задачи экспериментальных исследований
3.2 Оборудование и приборы для проведения экспериментальных исследований
3.3 Общая программа и частные методики проведения эксперименталь ных исследований
3.4 Методика обработки экспериментальных данных
Глава 4. Результаты исследований и их анализ
4.1. Влияние физикомеханических свойств мелких
сыпучих материалов на процесс их истечения из бункеров
4.2 Влияние угла наклона стенок бункера на процесс
истечения мелких сыпучих материалов
4.3 Влияние площади поперечного сечения выпускного отверстия бункера на процесс истечения мелких сыпучих материалов.
4.4 Методика инженерного расчета сводоразрушающих устройств
для бункеров мельниц
4.5 Пример расчета основных конструктивных и режимных параметров
сводоразрушающих устройств
Выводы по главе
Глава 5. Экономическая эффективность внедрения результатов
исследований
Общие выводы
Л итература
Приложения

Некоторые основные условные обозначения
аф уюл наклона к вертикали стенки днища бункера
а. угол наклона к вертикали линии скольжения частиц сыпучего тела
критический угол наклона к вертикали стенки днища бункера
А коэффициент пропорциональности между осевыми и горизонтальными усилиями, приходящимися на единицу длины горизонтальной и вертикальной проекции свода
А0 коэффициент пропорциональности между осевыми и горизонтальными усилиями, действующими в сыпучем теле по всему периметру поперечного сечения предполагаемого потока
Р угол укладки угол давления частиц сыпучего тела в объеме бункера
Vк объем бункера
Ус объем подсводного пространства динамического неустойчивого свода
Ул объем сыпучего тела заключенного между сечениями выпускного отверстия бункера и динамического неустойчивого свода
9 скорость истечения сыпучею тела из выпускною отверстия бункера без учета влияния сводообразевания
Э скорость истечения сыпучего тела из выпускною отверстия бункера с учетом влияния сводообразования
производительность бункера соответственно без учета и с учетом влияния сводообразования
суусловный диаметр частицы сыпучего тела
ускорение силы тяжес ги
X угол между касательной к кривой свода в его пяте и горизонталью
дтина щели выпускного отверстия щелевого бункера
Ц коэффициент, характеризующий форму выпускного отверстия пирамидального бункера
Кп радиус выпускною отверстия конического иди пирамидального бункера или половина ширины щели выпускного отверстия щелевого бункера
НГСЛ наибольший сводообразующий размер выпускного отверстия бункера
Н0 радиус верхнего основания конического или пирамидального бункера или половина ширины щели выпускного отверстия щелевого бункера ттри гидравлическом виде истечения сыпучего тела
радиус верхнего основания конического или пирамидального бункера или половина ширины верхнего основания щелевого бункера при нормальном виде истечения сыпучего тела
стрела свода
р угол трения сыпучего тела о стенку бункера
р приведенный угол внутреннего трения сыпучего тела
КСШ,КСЛ коэффициенты, характеризующие интенсивность процесса истечения сыпучего тела соотвественно без подпитки и с постоянной подпиткой бункера последним
0 угол естественного откоса сыпучего материала
у плотность сыпучего тела
п число сторон правильного многоугольника
II высота бункера
высота расположения в бункере эквивалентного неустойчивого свода
7 нормальное напряжение в своде
Р угол статически устойчивого свода
р давление на статически устойчивый свод
I
Введение


В работах Дженике и Иогансона ,, при анализе нагрузок, действующих на бункера со стороны мелкого сыпучего материала,
предлагается рассматривать три режима нагружения начальное нагружение, когда материал засыпается в бункер при закрытом выпускном отверстии нафужение при установившемся течении материала из бункера нагружение переключения при переходе от начального нагружения к нагружению в условиях установившегося течения. Последнее состояние нафужения имеет переходной характер. Однако оно сопровождается действием больших сосредоточенных сил. Проводится анализ формы бункеров для нормального и гидравлического видов истечения. Проф. Н. Печенов 1 утверждает, что для объективной оценки I ранулометрического состава мелкозернистых или порошкообразных продуктов рекомендуется применять несколько показателей средневзвешенный размер частиц, общий коэффициент тонкости частиц, коэффициент выравненности част иц. В статье приведена методика расчета этих показателей. Рассматривая процесс истечения сыпучих тел из емкостей в свете существующих теорий механики сыпучих тел, можно отметить, что характерными особенностями процесса истечения сыпучих тел из бункеров является постоянство скорости истечения конкретного сыпучего материала из заданного отверстия независимость скорости истечения от высоты столба сыпучего тела. Эги особенности используются уже много веков в песочных часах, а также в производственных условиях функционирования бункеров и СИЛ ОСОБ. Рассматривая работы отечественных и зарубежных ученых можно сделать вывод, что при исследовании механики сыпучих в бункерах рассматривались не все факторы, штияющие на процесс истечения, а лишь те, которые, наиболее четко проявляются в процессе истечения, что не совсем правильно. Поэтому рассмотрим влияние некоторых из них на процесс истечения в толковании многих исследователей. В работах С. Зепктпа, Я. Циборо вс кого и М. Существенное влияние высоты Н столба сыпучего тела на скорость истечения признает лишь один из десяти авторов Хаген 1. Согласно ею расчетам 2,5 с0,5, а высота столба сыпучего тела оказывает существенное влияние на гроцесс истечения и сводообразования в бункере. Согласно другой работе 1 Л имеет незначительное влияние на скорость истечения, а постоянные е2у с0,. В остальных трудах с0 в2,,0 . Таким образом, видно, что диаметр от верстия является основным фактором, определяющим скорость истечения сыпучего. Р.Л. УЬ
1. Однако эта формула не отражает зависимости скорости от параметров бункера. Л. В. Гячев в своей последней работе признал существование скользящих сводов. Он утверждает, что на скорость истечения и расход сыпучего тела влияет только размер выпускного отверстия, угол наклона стенок бункера, и физикомеханические свойства сыпучего. В. А. Богомягких в своей работе указывает, что выбор технических и технологических параметров бункеров и режимов работы сводоразрушающих устройств должен основываться на характеристиках, определяющих статически устойчивые и неустойчивые своды. Так же большое внимание следует уделить и качеству обработки бункеров и конкретно их стенок. В этом плане инженер Е. Райз 1 делится своим практическим опытом. В первые месяцы эксплуатации при выпуске муки из бункеров имело место образование внутренних воронок и сводов, которые приходилось обрушивать металлической штангой через верхние люки бункеров. В дальнейшем, когда внутренние поверхности бункерных воронок достаточно отшлифовались, образование воронок и сводов прекратилось и мука свободно выходила из бункеров самотеком даже после Нескольких суток хранения. Дженике в работе утверждает, что чистота обработки поверхности стенки бункера, как правило, влияет на текучесть сыпучего в нем, т. Однако кинематический угол трения является функцией как поверхности стенки, так и свойств сыпучего, поэтому гладкая поверхность не всегда дает меньший внешний угол трения данного материала. Еще более странным кажется тот факт, что низкий кинематический угол трения не всегда соответствует улучшению условий выгрузки из бункера.