散粒物料特性ppt課件-資料下載頁
2025-01-14 19:09本頁面
【正文】 容器形狀效應(yīng) ：邊界條件變化引起顆粒偏析 ? 垂直振動(dòng)頻率 f=20Hz，均勻混合 ? f20Hz，徑向偏析（大顆粒分布在外圍，小顆粒分布于中心） ? 容器底面為鋸齒狀，顆粒運(yùn)動(dòng)方向相反 ? 機(jī)理：垂直振動(dòng)使大顆粒向上遷移，鋸齒狀底面則導(dǎo)致大小粒子在不同高度上沿相反方向作水平運(yùn)動(dòng)，最終導(dǎo)致大小粒子呈現(xiàn)二維情況下的水平偏析和三維情況下的徑向偏析。 偏析 /分離 Hoomans et al 2022 (Hard Spheres) ? 比重相同、大小不同：垂直振動(dòng)使大顆粒上浮，小顆粒下沉。水平振動(dòng)則使大顆粒下沉，小顆粒上浮。 ? 大小、形狀不同：大小顆粒分層，若大顆粒棱角較多，則大顆粒在上，小顆粒在下；若大顆粒形狀較圓，則大顆粒在下，小顆粒在上。不同形狀的顆粒則是圓顆粒在下，方顆粒在上。 ? 振動(dòng)亦可造成顆粒的對流。對流的方向與容器壁的光滑度有關(guān)。器壁光滑，顆粒由邊壁向中間對流；器壁粗糙，顆粒則由中間向邊壁對流。 log?P logu A B C D umf ut “床層壓降 流體空速”曲線： AB固定床， BC流化床， CD輸送床 Spouted beds in cylinder, Tsuji,2022 顆粒物料的噴動(dòng) 側(cè)吹流化床氣泡的產(chǎn)生和上升運(yùn)動(dòng) (入口氣流速度 30m/s) . Yu etc， 2022 (a) (b) (c) (d) (e) (f) (g) (h) 三、料倉壓力 物料對倉壁作用力 ：垂直壓力、側(cè)壓力、對倉底板壓力 物料對倉壁的側(cè)壓力 ：與物料的力學(xué)性質(zhì)、料倉形狀、物料堆積深度有關(guān) 料倉的分類 ： ? 當(dāng)量直徑：淺倉 —h≤De；深倉 —h＞ De ? 休止角：淺倉 — hr＞ h ；深倉 —hr≤ h ? 靜摩擦系數(shù)、壓力比： 淺倉 — 深倉 — ????????? sKfDh ????????? sKfDh 淺倉壓力分布： 深倉壓力分布： ?? y?1?????? ??? 245 23 itgy ????????? ??? 245 2 22 itghF ?????????? ?? ?hsRyKfsh eKfR 1 1?????????? ??? ?hsRyKfsh efRK 1 13??????????????????? ??? ?hsRhKfhssh eRhKfKfARF 1?含水率 (%.) 重度 γ（ kN/m3） 滑動(dòng)摩擦系數(shù) fs 壓力比 K 休止角 φr 側(cè)壓力 σ3（ kN/m2） 41 側(cè)壓力合力，作用于距料倉底部 1/3壁高處 壁面摩擦力 糧倉效應(yīng) ? 糧倉效應(yīng) ： Janssen提出連續(xù)介質(zhì)模型，假定豎直方向壓力對糧倉壁產(chǎn)生橫向分量，顆粒與倉壁的摩擦力支撐了部分垂直壓力 )]/e x p (1[)( ?zPzP m ???P(z)—糧倉底部豎直方向壓強(qiáng) Pm—相應(yīng)位置處的飽和壓強(qiáng) z—糧堆深度 λ—相關(guān)長度 R—糧倉半徑 μw—糧食顆粒與糧倉壁面間摩擦系數(shù) k—壓力轉(zhuǎn)向系數(shù)（約為 ） kRw?? 2?? Pm = ρgλ是顆粒對底部的最大壓力 ? Janssen模型表明，存在一個(gè)臨界深度即特征長度 λ，當(dāng)堆積高度 zλ時(shí)，P(z)值接近于流體力學(xué)中的靜水壓力值；而當(dāng) zλ之時(shí)，即在顆粒層很深的地方，容器底部壓力 P趨于飽和 ρgλ值，不再明顯增加。這就是俗稱的“糧倉效應(yīng)” ? .D e Gennes指出 Janssen模型有兩個(gè)方面與實(shí)際不符：第一， 應(yīng)該考慮豎直應(yīng)力在任意角度上的分量 σxz和 σyz.。第二，模型中假設(shè)糧倉壁的每一處都與顆粒接觸是很武斷的。 ? Janssen模型 是將“顆粒物質(zhì)”抽象為完整的單個(gè)固體來描述其靜態(tài)性質(zhì)的。只考慮了宏觀豎直應(yīng)力沿特定方向的傳播，而沒有考慮微觀顆粒受力的不穩(wěn)定性對顆粒物質(zhì)宏觀性質(zhì)的影響。該模型在不考慮邊界條件，即顆粒尺度遠(yuǎn)小于糧倉半徑的情況下，能夠反映平均豎直應(yīng)力隨堆積高度變化的規(guī)律。 ? 胡林等通過實(shí)驗(yàn)測量了圓棒在“顆粒物質(zhì)”中受到的摩擦力，實(shí)驗(yàn)表明 :圓棒受到的摩擦力 F與顆粒物質(zhì)的填充高度 h和棒徑 D有關(guān)。即當(dāng)顆粒高度很小時(shí)，摩擦力與顆粒高度平方成正比；而當(dāng)顆粒堆積很高時(shí)，摩擦力與高度成正比； 并用 Janssen的連續(xù)介質(zhì)模型推導(dǎo)了摩擦力 F與深度 h和棒徑 D的關(guān)系，其 F值與測量結(jié)果基本一致。由此實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明了 :在小顆粒條件下 Janssen模型的正確性。 倉壁靜壓力 本章作業(yè) 筒倉壓力計(jì)算方法有哪些？物料體積密度或孔隙率如何變化？試進(jìn)行比較分析。 平房倉內(nèi)糧層壓力、壁面壓力如何計(jì)算？
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