应用中心锥体存仓对难流动散体进行仓储的分析

应用中心锥体存仓对难流动散体进行仓储的分析 The analysis for storing difficult bulk materials with

central cone silo

边海涛 孟文俊

（太原科技大学 030024）

【摘要】本文通过对散体在普通存仓与带卸料刮刀组的中心锥体存仓内的受力分析和卸料机理的研究，得出带自转（或公转与自转结合旋转）的卸料刮刀组的中心锥体存仓在难流动散体仓储过程中的优越性，不仅可以有效的抑制卸料过程出现的起拱、鼠洞等不利现象，而且能控制散体的卸料流量，易于实现仓储过程中的自动化，提高存仓系统的工作效率。

【关键词】中心锥体存仓；卸料刮刀组；力学分析；卸料机理

散体指在一般情况下呈现不同形状和大小的固体的机械混合物，是工业生产中经常处理的一类物质。常见的散体包括：小麦、谷物、脱硫石膏、煤炭、原煤、炉渣等。

由于难流动散体具有较强的粘性，流动性差，在仓储装卸过程中极易起拱，并造成整个输送系统的中断，是仓储装卸系统中最为棘手的一类散体[1]。

通过对散体，尤其是难流动散体在普通存仓及中心锥体存仓内的受力分析及卸料机理的比较，从而得出中心锥体存仓在难流动散体仓储过程中的优

越性，为进一步对中心锥体仓储系统的研究提供理论基础。

1、散体在普通存仓内的力学分析

1.1 存仓内散体的力学分析

散体在存储过程中，除本身重力外，还包括散体之间的

相互作用力及存仓侧壁对散体的作用力，根据存仓的结构，

可把存仓分为两部分进行分析：圆柱部分和锥体部分。

对深为h处高度为dh的一个微单元体进行分析（如图

1所示）。卸料前，散体处于平衡状态，圆柱部分在竖直方

向的平衡方程为[2]： 图1 存仓内散体的受力分析

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锥体部分在竖直方向的平衡方程为： D2pv D2 gdh D2(pv dpv) npv Ddh （1）

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npvcos (cos sin ) D 2(h h2)tg dh/cos

式中： D——存仓内径，mm；

pv——散体的竖直压应力，MPa； D 2(h h2)tg 2pv D 2(h h2)tg gdh 2 D 2(h h2)tg 2(pv dpv) （2）

n——侧压应力系数[3]；

α——存仓卸料锥体倾斜角；

μ——散体与存仓侧壁的摩擦系数。

侧压应力系数为散体的水平压应力与竖直压应力之比，即