庫側卸料筒倉物料流動規(guī)律及側壓力分布研究.pdf

1、筒倉是一種廣泛使用的筒狀儲藏結構，倉內儲料對倉壁的水平側壓力是導致倉壁環(huán)向強度破壞的主要原因。筒倉卸料時物料的流動形式不同，會產(chǎn)生不同分布形式的倉壁側壓力。庫側卸料是一種新的卸料方式，其卸料過程中物料流動規(guī)律與國內外現(xiàn)行規(guī)范（GB50884-2013和EN1991-4）中規(guī)定的倉底卸料的流動規(guī)律均不相同。明確庫側卸料過程中物料的流動規(guī)律和倉壁側壓力分布特點對于庫側卸料筒倉的設計尤為重要。
　　本文采用模型實驗和離散元模擬的方法對筒

2、倉庫側卸料進行模擬，通過改變筒倉高徑比、卸料口尺寸和物料種類等，研究了庫側卸料過程中物料表層及內部的流動形式，流動通道的變化，卸料速度，出庫率等物料流動規(guī)律以及倉壁側壓力豎向分布規(guī)律，環(huán)向分布規(guī)律，卸料超壓系數(shù)等側壓力分布特點，并將所得結果與現(xiàn)有筒倉規(guī)范進行對比。
　　以玻璃球為儲料，通過縮尺筒倉模型卸料實驗，研究了庫側卸料時倉內物料流動規(guī)律，倉壁側壓力分布規(guī)律，以及卸料口大小對物料流動規(guī)律的影響，并與規(guī)范公式計算結果進行對比。研

3、究結果表明，庫側卸料過程中倉內出現(xiàn)流動區(qū)域和靜止區(qū)域，靜止區(qū)域和壓力耳朵區(qū)域物料作用于倉壁的側壓力明顯高于靜止時的側壓力;流動區(qū)域處物料作用于倉壁的側壓力低于靜止時的側壓力。卸料過程中靜止區(qū)域側壓力超壓系數(shù)在1.5至2.0之間，壓力耳朵區(qū)域側壓力超壓系數(shù)大于2。
　　以玻璃球為儲料，使用離散元軟件EDEM2.5模擬庫側卸料過程，驗證了離散元模型的準確性，研究了高徑比變化對物料流動規(guī)律和側壓力分布等的影響。模擬結果表明:以玻璃球為儲

4、料，筒倉高徑比較小時倉內流動方式為管狀流動，隨著高徑比增大，物料流動通道會擴展到整個筒倉截面;不同高徑比下，流動通道一側倉壁側壓力沿高度均呈拋物線狀分布，且低于靜止區(qū)域一側倉壁;相同體積的筒倉，卸料速度隨高徑比增大而增大。
　　以干砂和大豆為儲料，通過深倉模型實驗，研究了不同種類的物料對庫側卸料時物料流動規(guī)律和倉壁側壓力分布規(guī)律的影響。研究結果表明:兩種物料卸料時均存在流動區(qū)域與靜止區(qū)域，穩(wěn)定卸料階段為其主要的卸料階段。細顆粒干砂

5、實驗中，物料為管狀流動;大顆粒大豆實驗中，物料為混合流動，即上部為整體流動下部為管狀流動。干砂卸料實驗中，環(huán)向倉壁側壓力分布不均勻，流動通道處側壓力為其靜態(tài)側壓力的22.0％到67.7％，靜止區(qū)域卸料超壓系數(shù)在1.03到1.79之間;大豆卸料實驗中，上部整體卸料區(qū)域倉壁側壓力環(huán)向分布均勻，超壓系數(shù)小于1.5,中部受流動通道變化影響，超壓系數(shù)可達3.10，下部管狀卸料區(qū)域側壓力分布與干砂實驗相似。
　　將EN1991-4中大偏心卸料