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:

 

ρн.в = γh, (5.11)

 

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

Нормативное горизонтальное давление в любой точке бункера:

 

ρн.г. = γhk, (5.12)

 

где k – коэффициент бокового давления материала.

 

K = tg2(45о – 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:

ρн.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

ρн.г. = γ h k (5.16)

 

 

Рисунок 5.8 – Эпюра давления сыпучих материалов на стенки бункера

 

Давление ρн.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(45о – 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:

 

ρн.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 kд = 1,4. При объеме одновременно загружаемой массы материала менее 1/6 объема бункера ко­эффициент динамичности можно не учитывать (kд = 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

 








Дата добавления: 2015-10-26; просмотров: 12060;


Поиск по сайту:

При помощи поиска вы сможете найти нужную вам информацию.

Поделитесь с друзьями:

Если вам перенёс пользу информационный материал, или помог в учебе – поделитесь этим сайтом с друзьями и знакомыми.
helpiks.org - Хелпикс.Орг - 2014-2024 год. Материал сайта представляется для ознакомительного и учебного использования. | Поддержка
Генерация страницы за: 0.01 сек.