浅圆仓动态压力及偏心卸料问题研究

论文摘要

筒仓的动压力大于其静态压力已被大家所接受，但是对于浅圆仓在卸料时动态压力问题却很少有人考虑。另外，目前很多浅圆仓大多采用平底多个出料口的卸料形式，在卸料过程中有可能会出现偏心卸料问题。本文主要基于项目：《大直径浅圆仓动态压力及偏心卸料问题研究》（102300410121）和“河南省高校科技创新团队”－《生态储粮新体系》，对浅圆仓的动态压力及偏心卸料问题分别进行颗粒流数值模拟和试验研究。本文的主要研究内容如下：1.采用实际的平底浅圆仓缩尺模型进行试验，对仓壁静态侧压力值、卸料过程动态压力值以及偏心卸载情况下引起的仓壁动态压力值进行测定。将静态压力值和浅仓规范值、动态压力值和偏心卸料情况下引起的仓壁动态超压分别进行对比分析，计算仓壁各个测点的超压系数大小，分析最大动压力发生的位置。2.然后再运用PFC3D（颗粒流离散元程序）建立和试验相同的模型，该模型克服了有限元方法无法考虑仓内贮料散体介质流动特性的缺点，通过模拟分析模型浅圆仓的静态侧压力、卸料过程中的动态压力以及偏心卸料过程中的动态压力大小。3.通过实验室试验和PFC3D（颗粒流离散元程序）数值模拟的结果对比和分析，综合分析得到，浅圆仓无论是出料口全部打开或部分打开偏心卸料时，距离出料口的位置对仓壁超压现象影响较大，靠近出料口附近的仓壁上部1/3位置动态超压现象较为严重，远离出料口的仓壁下部2/3位置有超压现象。通过试验和数值模拟分析也证实了浅圆仓动态超压以及偏心卸料引起的动态超压现象的存在，所以在工程设计中也不能忽略浅圆仓的动态压力问题。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 动态压力产生的原因
• 1.2.2 动态侧压力理论的研究
• 1.2.3 动态侧压力试验研究
• 1.3 本文的研究方法及内容
• 第二章 散粒体特性及数值方法介绍
• 2.1 散粒体的特性
• 2.1.1 散粒体的力学特性
• 2.1.2 散粒体本构模型
• 2.1.3 散粒体的屈服准则
• 2.2 离散单元法
• 2.2.1 离散单元方法概述及应用
• 2.2.2 离散元方法基本原理
• 2.2.3 离散元方法的求解过程
• 2.2.4 离散元方法自身的局限性
• 2.3 有限元分析方法及其局限性
• 第三章 浅圆仓动态压力及偏心卸料模型试验
• 3.1 概述
• 3.2 试验准备
• 3.2.1 试验模型制作
• 3.2.2 试验仪器及材料
• 3.2.3 传感器的标定
• 3.3 浅圆仓模型试验
• 3.4 静态侧压力试验
• 3.5 动态侧压力试验
• 3.6 试验结果分析
• 3.6.1. 静态侧压力试验结果分析
• 3.6.2. 动态侧压力与静态压力对比
• 3D数值模拟'>第四章 模型浅圆仓动态压力及偏心卸料的 PFC^3D数值模拟
• 4.1 概述
• 3D模型的建立'>4.2 浅圆仓 PFC^3D模型的建立
• 3D动态压力模拟'>4.3 模型浅圆仓的 PFC^3D动态压力模拟
• 3D模拟'>4.3.1 模型浅圆仓的静态 PFC^3D模拟
• 3D模拟'>4.3.2 模型浅圆仓的动态 PFC^3D模拟
• 3D模拟'>4.4 模型浅圆仓的偏心卸料 PFC^3D模拟
• 第五章 浅圆仓动态压力试验与数值模拟结果对比
• 5.1 概述
• 5.2 静态侧压力试验与模拟结果对比
• 3D模拟对比'>5.3 动态侧压力试验与 PFC^3D模拟对比
• 5.4 本章小结
• 第六章 结论与展望
• 6.1 结论
• 6.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 个人简历