考虑漏斗倾角影响的筒仓卸料流态及动态侧压力研究
发布时间：2021-02-06 19:15
筒仓作为一种重要的筒状构筑物,被广泛应用于粮食储藏行业。随着筒仓数量日益增多,筒仓结构的安全设计益发重要。在筒仓结构设计中,选取更为合理的贮料压力值进行验算设计是保证筒仓安全可靠的重要前提。筒仓在卸料过程中动态侧压力远大于静态侧压力,已经被学术界所普遍接受。但是,对于动态侧压力的增大机理和超压现象一直未能达成共识。筒仓在进行中心卸料时,漏斗倾角的差异会影响卸料流态,进而导致动态侧压力的改变。本文依托国家自然基金项目:“基于装卸料过程能量转换的筒仓动态超压机理研究”（51578216）,通过室内模型试验、数值模拟以及理论推导等方法,从筒仓卸料流态和结拱原理的角度出发,探究筒仓卸料过程中动态侧压力的增大机理,为筒仓的安全设计提供参考,主要内容如下:（1）室内模型试验选取倾角分别为30度、45度和60度漏斗的有机玻璃筒仓,贮料采用粒径相同的黄豆和黑豆分层铺设。利用土压力传感器测量贮料的侧压力值,并同时记录卸料过程中贮料的流动情况。分别就静态侧压力值和规范值、动态侧压力值进行对比分析,并计算各个测点的超压系数,得到超压系数的最大值和超压分布范围。通过观察卸料过程中分层贮料的流动情况,分析贮料的...
【文章来源】：河南工业大学河南省
【文章页数】：104 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
1 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 散体贮料的物理性质
1.2.2 筒仓压力的理论研究
1.2.3 筒仓压力的试验研究
1.2.4 筒仓压力的数值模拟研究
1.3 本文主要工作
2 筒仓压力试验研究
2.1 概述
2.2 试验准备
2.2.1 试验筒仓模型
2.2.2 试验仪器与材料
2.3 压力传感器的标定与布置
2.3.1 压力传感器的标定
2.3.2 压力传感器的布置与安装
2.4 试验方案与目的
2.4.1 试验方案
2.4.2 试验目的
2.5 静态侧压力试验研究
2.6 动态侧压力试验研究
2.6.1 30度倾角漏斗的筒仓动态侧压力
2.6.2 45度倾角漏斗的筒仓动态侧压力
2.6.3 60度倾角漏斗的筒仓动态侧压力
2.7 侧压力试验结果分析
2.8 筒仓卸料流态分析
2.8.1 30度倾角漏斗筒仓的卸料流态
2.8.2 45度倾角漏斗筒仓的卸料流态
2.8.3 60度倾角漏斗筒仓的卸料流态
2.8.4 筒仓卸料流态与动态侧压力的关系
2.9 本章小结
3 筒仓卸料的离散元数值模拟
3.1 引言
3.1.1 离散单元法基本理论
3.1.2 颗粒离散元的应用
3.1.3 筒仓卸料的数值模拟
3.2 筒仓模型的建立
3.2.1 模型筒仓尺寸的选择和颗粒参数的确定
3.2.2 模型筒仓的装料过程
3.3 筒仓模型静态侧压力模拟
3.4 筒仓模型动态侧压力模拟
3.5 筒仓卸料流态模拟
3.5.1 筒仓卸料过程中贮料的流动情况
3.5.2 筒仓卸料过程中贮料的速度场分析
3.6 筒仓卸料过程中流态与动态侧压力的关系
3.6.1 筒仓卸料过程中接触力链的分析
3.6.2 筒仓卸料过程中流态与动态侧压力的关系
3.7 平底筒仓卸料过程的PFC2D模拟
3.8 本章小结
4 基于卸料流态的筒仓动态侧压力增大机理
4.1 引言
4.2 筒仓的卸料流态
4.2.1 卸料的流动性分析
4.2.2 贮料堆积角的确定
4.2.3 卸料流动形式的分析
4.3 基于拱效应的动态侧压力分析
4.4 结果对比分析
4.5 本章小结
5 结论与展望
5.1 本文的主要结论
5.2 展望
参考文献
致谢
个人简历
【参考文献】：
期刊论文
[1]深浅仓卸料压力离散元数值模拟研究[J]. 原方,刘海林,程远浩,杜乾. 河南工业大学学报(自然科学版). 2020(01)
[2]内置减压管的筒仓侧壁卸料动态侧压力[J]. 原方,杜乾,徐志军,余汉华. 科学技术与工程. 2020(06)
[3]中国粮食仓储的历史与展望[J]. 张中,胡智佑,谢军,张学娣,杨文生. 现代食品. 2020(02)
[4]基于改进颗粒簇单元的卸粮宏细观机理模拟[J]. 冯永,原子然. 中国粮油学报. 2019(10)
[5]高径比不同的双侧壁卸料筒仓卸料压力对比研究[J]. 原方,姜学佳,张健,庞照昆. 河南工业大学学报(自然科学版). 2019(03)
[6]基于卸料流态模拟与观测的储粮仓壁动态压力增大机理研究[J]. 原方,杜乾,徐志军,刘海林,王尚荣. 农业工程学报. 2019(05)
[7]考虑仓壁弹性的柔性筒仓仓壁侧压力计算方法[J]. 李东桥,韩阳,陈家豪,段君峰,静行. 河南工业大学学报(自然科学版). 2018(06)
[8]基于能量转换的筒仓卸料动态压力机理研究[J]. 原方,庞照昆. 河南工业大学学报(自然科学版). 2018(06)
[9]成拱工况下仓壁超压弹性波动态模拟分析[J]. 冯永,原子然,张盼盼,谢飞亚,李晓一,李萌. 中国粉体技术. 2018(06)
[10]基于离散元模拟筒仓贮料卸料成拱过程及筒仓壁压力分布[J]. 刘克瑾,肖昭然,王世豪. 农业工程学报. 2018(20)
博士论文
[1]筒仓贮料压力分析及其应用[D]. 赵松.武汉理工大学 2013
[2]筒仓内散体侧压力沿仓壁分布研究[D]. 陈长冰.合肥工业大学 2006
硕士论文
[1]基于离散元法的筒仓卸料流动特性研究[D]. 张亚雄.东北农业大学 2018
[2]基于离散元的筒仓卸料模拟研究[D]. 梁斌昌.中国矿业大学 2018
[3]筒仓卸料流态及压力影响因素的细观机理研究[D]. 王世豪.河南工业大学 2018
[4]考虑仓径影响的筒仓卸料压力PFC数值模拟研究[D]. 李佳伟.河南工业大学 2018
[5]基于图像处理的贮料流态对筒仓侧壁压力影响研究[D]. 王尚荣.河南工业大学 2017
[6]筒壁卸料动态侧压力试验研究[D]. 张芝荣.河南工业大学 2017
[7]筒仓卸料压力的试验研究[D]. 庞焜.河南工业大学 2016
[8]筒仓中物料流动特性研究[D]. 郭慧珠.太原科技大学 2014
[9]基于PFC3D的筒仓贮料侧压力离散元分析[D]. 丁盛威.武汉理工大学 2014
[10]带流槽侧壁卸料筒仓动态压力及其流态试验研究[D]. 董承英.河南工业大学 2013
本文编号：3020957
【文章来源】：河南工业大学河南省
【文章页数】：104 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
1 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 散体贮料的物理性质
1.2.2 筒仓压力的理论研究
1.2.3 筒仓压力的试验研究
1.2.4 筒仓压力的数值模拟研究
1.3 本文主要工作
2 筒仓压力试验研究
2.1 概述
2.2 试验准备
2.2.1 试验筒仓模型
2.2.2 试验仪器与材料
2.3 压力传感器的标定与布置
2.3.1 压力传感器的标定
2.3.2 压力传感器的布置与安装
2.4 试验方案与目的
2.4.1 试验方案
2.4.2 试验目的
2.5 静态侧压力试验研究
2.6 动态侧压力试验研究
2.6.1 30度倾角漏斗的筒仓动态侧压力
2.6.2 45度倾角漏斗的筒仓动态侧压力
2.6.3 60度倾角漏斗的筒仓动态侧压力
2.7 侧压力试验结果分析
2.8 筒仓卸料流态分析
2.8.1 30度倾角漏斗筒仓的卸料流态
2.8.2 45度倾角漏斗筒仓的卸料流态
2.8.3 60度倾角漏斗筒仓的卸料流态
2.8.4 筒仓卸料流态与动态侧压力的关系
2.9 本章小结
3 筒仓卸料的离散元数值模拟
3.1 引言
3.1.1 离散单元法基本理论
3.1.2 颗粒离散元的应用
3.1.3 筒仓卸料的数值模拟
3.2 筒仓模型的建立
3.2.1 模型筒仓尺寸的选择和颗粒参数的确定
3.2.2 模型筒仓的装料过程
3.3 筒仓模型静态侧压力模拟
3.4 筒仓模型动态侧压力模拟
3.5 筒仓卸料流态模拟
3.5.1 筒仓卸料过程中贮料的流动情况
3.5.2 筒仓卸料过程中贮料的速度场分析
3.6 筒仓卸料过程中流态与动态侧压力的关系
3.6.1 筒仓卸料过程中接触力链的分析
3.6.2 筒仓卸料过程中流态与动态侧压力的关系
3.7 平底筒仓卸料过程的PFC2D模拟
3.8 本章小结
4 基于卸料流态的筒仓动态侧压力增大机理
4.1 引言
4.2 筒仓的卸料流态
4.2.1 卸料的流动性分析
4.2.2 贮料堆积角的确定
4.2.3 卸料流动形式的分析
4.3 基于拱效应的动态侧压力分析
4.4 结果对比分析
4.5 本章小结
5 结论与展望
5.1 本文的主要结论
5.2 展望
参考文献
致谢
个人简历
【参考文献】：
期刊论文
[1]深浅仓卸料压力离散元数值模拟研究[J]. 原方,刘海林,程远浩,杜乾. 河南工业大学学报(自然科学版). 2020(01)
[2]内置减压管的筒仓侧壁卸料动态侧压力[J]. 原方,杜乾,徐志军,余汉华. 科学技术与工程. 2020(06)
[3]中国粮食仓储的历史与展望[J]. 张中,胡智佑,谢军,张学娣,杨文生. 现代食品. 2020(02)
[4]基于改进颗粒簇单元的卸粮宏细观机理模拟[J]. 冯永,原子然. 中国粮油学报. 2019(10)
[5]高径比不同的双侧壁卸料筒仓卸料压力对比研究[J]. 原方,姜学佳,张健,庞照昆. 河南工业大学学报(自然科学版). 2019(03)
[6]基于卸料流态模拟与观测的储粮仓壁动态压力增大机理研究[J]. 原方,杜乾,徐志军,刘海林,王尚荣. 农业工程学报. 2019(05)
[7]考虑仓壁弹性的柔性筒仓仓壁侧压力计算方法[J]. 李东桥,韩阳,陈家豪,段君峰,静行. 河南工业大学学报(自然科学版). 2018(06)
[8]基于能量转换的筒仓卸料动态压力机理研究[J]. 原方,庞照昆. 河南工业大学学报(自然科学版). 2018(06)
[9]成拱工况下仓壁超压弹性波动态模拟分析[J]. 冯永,原子然,张盼盼,谢飞亚,李晓一,李萌. 中国粉体技术. 2018(06)
[10]基于离散元模拟筒仓贮料卸料成拱过程及筒仓壁压力分布[J]. 刘克瑾,肖昭然,王世豪. 农业工程学报. 2018(20)
博士论文
[1]筒仓贮料压力分析及其应用[D]. 赵松.武汉理工大学 2013
[2]筒仓内散体侧压力沿仓壁分布研究[D]. 陈长冰.合肥工业大学 2006
硕士论文
[1]基于离散元法的筒仓卸料流动特性研究[D]. 张亚雄.东北农业大学 2018
[2]基于离散元的筒仓卸料模拟研究[D]. 梁斌昌.中国矿业大学 2018
[3]筒仓卸料流态及压力影响因素的细观机理研究[D]. 王世豪.河南工业大学 2018
[4]考虑仓径影响的筒仓卸料压力PFC数值模拟研究[D]. 李佳伟.河南工业大学 2018
[5]基于图像处理的贮料流态对筒仓侧壁压力影响研究[D]. 王尚荣.河南工业大学 2017
[6]筒壁卸料动态侧压力试验研究[D]. 张芝荣.河南工业大学 2017
[7]筒仓卸料压力的试验研究[D]. 庞焜.河南工业大学 2016
[8]筒仓中物料流动特性研究[D]. 郭慧珠.太原科技大学 2014
[9]基于PFC3D的筒仓贮料侧压力离散元分析[D]. 丁盛威.武汉理工大学 2014
[10]带流槽侧壁卸料筒仓动态压力及其流态试验研究[D]. 董承英.河南工业大学 2013
本文编号：3020957
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