Истечение насыпных грузов из бункеров

Процесс истечения насыпных грузов разделяется на гидравлическое и так называемое "нормальное". При гидравлическом истечении перемещение материала при его выгрузке происходит по всему попереч­ному сечению бункера. В этом случае верхняя поверхность материала в бункере ровная. Такой вид истечения наблюдается в материалах, содер­жащих такое количество воды, что по своим свойствам они близки к жидкостям. Кроме этого, гидравлическое истечение имеет место при использовании на бункере вибраторов.

Скорость (м/с) гидравлического истечения материала и при обычно встречающихся на практике размерах выпускного отверстия определяют по формуле

, (1.66)

где –коэффициент истечения (для крупнозернистых и кусковых мате­риалов = 0,3 0,5, для хорошо сыпучих материалов = 0,55 0,65); –высота слоя материала.

Как следует из формулы (1.66), скорость гидравлического истечения не зависит от размеров отверстия, а только от напора — высоты слоя материала.

У насыпных грузов чаще встречается "нормальный" вид истече­ния. При "нормальном" истечении материал в бункере перемещается в виде столба, расположенного над выпускным отверстием, на поверх­ности материала в этом случае образуется воронка.

При "нормальном" виде истечения перемещение материала через отверстие будет происходить под действием веса столба материала.

Движущая сила (Н)

, (1.67)

где – вертикальное давление от веса материала, Па; – пло­щадь поперечного сечения выпускного отверстия, м².

Препятствует вытеканию материала сопротивление – силы трения между подвижными и неподвижными слоями материала

, (1.68)

где ε – коэффициент бокового давления, равного отношению бокового давления и осевому ε= р _бок/ р _верт (отсюда боковое давление - давле­ние на вертикальные неподвижные слои материала (р _бок= ε р _верт = ερ h); L – периметр выпускного отверстия, м; Lh – площадь боко­вой поверхности перемещающегося столба материала, м²; f – коэффициент внутреннего трения.

Из формул (1.67) и (1.68) видно, что при увеличении размера выпус­кного отверстия движущая сила растет быстрее, чем сопротивление , так как первая зависит от площади выпускного отверстия, а вторая от его периметра. Отсюда следует, что с увеличением размеров выпуск­ного отверстия скорость истечения материала при "нормальном" его виде должна расти в зависимости от соотношения .

При "нормальном" истечении скорость материала (м/с)

, (1.69)

где – гидравлический радиус выпускного отверстия.

В случае истечения из бункера кусковых материалов при определе­нии гидравлического радиуса следует учитывать размеры типичного кус­ка, за счет которого истинные размеры выпускного отверстия умень­шаются.

Например, для круглого отверстия

и ,

где – диаметр выпускного отверстия, а ' – размер типичного куска.