Определение давления сыпучего материала на стенки бункера

Для расчета любого элемента бункера необходимо определить давление сыпучего материала заполнения на его стенки, которое зависит от физико-механических свойств сыпучего материала, высоты столба материала, расположенного выше рассматриваемой точки, и наклона стенок бункера к горизонту. Направление давления перпендикулярно поверхности стенки в данной точке (рис. 8). Давление на стенки бункера определяется на основании теории сыпучих тел как активное давление и неограниченном массиве в предположении отсутствия трения между стенками бункера и заполняющим его материалом. При определении давлении принимается, что бункер заполнен сыпучим материалом до уровня верха призматической части. Нормативное вертикальное давление на горизонтальную плоскость, расположенную на расстоянии h от уровня верха засыпки, в любой точке бункера:

ρ_н.в= γh, (5.11)

где γ – объёмный вес сыпучего материала заполнения, т/м³.

Нормативное горизонтальное давление в любой точке бункера:

ρ_н.г.= γhk, (5.12)

где k – коэффициент бокового давления материала.

K = tg²(45^о– φ / 2), (5.13)

где φ – угол внутреннего т рения сыпучего материала, град.

Угол внутреннего трения для несвязных сыпучих материалов приблизительно равен углу естественного откоса, а для связных – несколько меньше его. При определении давления сыпучего материала на стенки бункера угол внутреннего трения принимается обычно равным углу естественного откоса.

Физико-механические характеристики ряда материалов приведены в таблице 5.1.

Нормативное нормальное давление сыпучего материала заполнения на наклонные стенки бункера определяется по формуле:

ρ_н.н.=γhm, (5.14)

m = cos² α + k sin²α. (5.15)

Коэффициент mхарактеризует эллиптический закон изменения давления на наклонную площадку при изменении угла наклона площадки к горизонту α

ρ_н.г.= γ h k (5.16)

Рисунок 5.8 – Эпюра давления сыпучих материалов на стенки бункера

Давление ρ_н.н, на наклонные стенки бункера, определяемое по формуле (5.14), изменяется пропорционально глубине и достигает наибольшего значения внизу, у выпускного отверстия. Характер распределения давления сыпучего материала заполнения на стенки бункера приведен на рисунке 5.8. Значения коэффициентов k и т в зависимости от величин углов φ и α приведены в таблице 5.1

Таблица 5.1 – Значение коэффициентов k и m

Угол наклона стенки α, град.	Угол естественного откоса φ, град.

Значение коэффициента k = tg²(45^о – φ/2)
0,490	0,406	0,333	0,271	0,217	0,172	0,132
Значение коэффициента m = cos² α + ksin²α

	0,909	0,893	0,881	0,869	0,860	0,852	0,845
	0,872	0,852	0,833	0,818	0,804	0,793	0,783
	0,832	0,805	0,781	0,760	0,742	0,727	0,715
	0,789	0,755	0,725	0,699	0,677	0,657	0,642
	0,772	0,734	0,701	0,673	0,650	0,629	0,612
	0,754	0,713	0,678	0,648	0,622	0,600	0,581
	0,745	0,703	0,667	0,636	0,609	0,586	0,566
	0,736	0,698	0,655	0,623	0,595	0,571	0,551
	0,719	0,672	0,632	0,598	0,568	0,543	0,521
	0,701	0,651	0,608	0,672	0,540	0,513	0,491
	0,684	0,631	0,586	0,547	0,514	0,486	0,461
	0,666	0,611	0,563	0,523	0,487	0,457	0,432
	0,658	0,601	0,552	0,511	0,475	0,444	0,418
	0,649	0,592	0,542	0,499	0,462	0,430	0,404
	0,633	0,573	0,520	0,476	0,437	0,404	0,376
	0,617	0,555	0,500	0,453	0,413	0,378	0,349
	0,602	0,537	0,480	0,431	0,389	0,354	0,324
	0,588	0,520	0,461	0,411	0,367	0,330	0,299
	0,581	0,512	0,452	0,401	0,357	0,320	0,287

В ряде случаев при расчете наклонных трапецеидальных стенок пирамидальной части бункера оказывается необходимым для удобства пользования существующими таблицами, приводить давление на наклонные стенки к среднему равномерно распределенному нормальному давлению. Для общего случая пирамидального бункера (рис. 5.9) нормативное давление:

ρ_н.ср.= γ h₁ m/3 [1 + a₁/(a₁+a₂) + 3 h₂/ h₁]. (5.17)

Рисунок 5.9 – Объёмная эпюра давления на стенку бункера

В случае загрузки бункера из саморазгружающихся вагонов, когда сразу заполняется не менее половины бункера путем падения материала со значительной высоты, при определении давления на стенки необходимо вводить коэффициент динамичности k_д = 1,4. При объеме одновременно загружаемой массы материала менее 1/6 объема бункера коэффициент динамичности можно не учитывать (k_д = 1).

Расчетные давления на стенки бункера от сыпучего материала заполнения определяются путем умножения величин соответствующих нормативных давлений на коэффициент перегрузки п = 1,3.

Контрольные вопросы

1. Назначение, область применения и разновидности бункеров. Особенности конструкции бункеров.

2. Методика определения геометрических характеристик бункера, давления сыпучего материала на стенки бункера, растягивающих усилий в стенках бункеров.

3. Дайте определение бункера. Какие бункеры наиболее используются в промышленном строительстве?

4. Какие бункеры наиболее экономичные и простые в изготовлении? С помощью чего выполняется загрузка материалу в бункеры?

5. От чего зависят конструктивные решения и вибор материала бункера? Как классифицируют бункеры по материалу

конструкции и способам их построения?

Литература: [1, с. 319 – 356].

Лекция 6. СИЛОСЫ

План

6.1 Назначение и область применения силосов

6.2 Разновидности силосов и материалы, используемые для их возведения

6.3 Определение нагрузок

6.4 Стены силосов

6.5 Днища силосов

<7 8 91011 12 13 >

Дата добавления: 2015-10-26; просмотров: 11707;