料仓卸料流动特性及结构强度数值模拟研究
2021-08-06翟志轩熊丽敏苏文献
翟志轩 ,熊丽敏,苏文献
(1. 上海理工大学能源与动力工程学院,上海 200093;2. 郑州热力集团有限公司,郑州 450000)
近些年来随着物料的加工生产和贮存运输行业的快速发展,料仓广泛地应用于煤矿、冶金、粮食、化工、制药等工程领域。
料仓中的颗粒流动不同于流体流动,而是在重力作用下滚动、滑动以及沉降。颗粒重力卸料流型主要分为整体流和漏斗流。整体流是指:物料整齐平缓地向下流动,以先进先出的原则连续卸料。漏斗流是指:中心和左右两侧颗粒速度不一致,以先进后出的原则卸料。漏斗流易出现结拱、偏析等现象,进而对料仓壁面的挤压力增大,影响料仓卸料的稳定性[1]。因此,从理论和实践深入的研究料仓中颗粒的流动特性以及料仓的结构强度,为料仓的结构设计奠定基础,同时为料仓的运行提供安全保障、提高生产效率。
20 世纪60 年代,Jenike[2-3]首次对料仓卸料流动特性进行研究,物料的流动特性通过使用流动函数FF(Flow Function)和流动因子(Flow Factor)来表示,将卸料流型分为整体流和漏斗流,并提出筒仓整体流的量化指标,即MIF 指数。在Jenike 研究成果基础上,Zhu[4-5]将料仓内的颗粒区域分成四个不同的流动区域:群流区、汇流区、死区和过渡区域,不同的区域物料的流型和对料仓的作用力不同。郑利娇[6]通过用有机玻璃观察料仓卸料过程煤粉流动特性,在临界面以上部分物料以整体流的形式卸料,在临界面下部的煤粉以不定向螺旋运动卸料。
工业应用中整体流是料仓卸料的理想流型,但是实际应用中很难达到完全的整体流,目前国内外通过增设内构件和改流体的方法,改变物料的流动形态,并承载料仓中物料的部分压力,减轻卸料口处物料受力,提高料仓内物料的流动性。……
