漏斗倾角对粮仓侧压力的影响
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粮食立筒仓弹性变形对卸料动压力的影响与计算粮食立筒仓是一种常用于粮食储存的设备。
在粮食储存在立筒仓中的过程中,粮食堆积在上部时会产生一定的压力,称为卸料动压力。
而粮食的立体弹性特性则会对这个卸料动压力产生影响。
下面将对粮食的弹性变形对卸料动压力的影响进行分析,并介绍相应的计算方法。
粮食的立体弹性变形对卸料动压力的影响是通过实际情况和材料性质两个方面来考虑的。
第一方面,实际情况。
卸料过程中,粮食由上部向下部流动,受到上层粮食的压力作用。
同时,下层的粮食也会受到上层粮食的压力,从而对容器内壁施加一个向外的动压力。
粮食的弹性变形使得上层粮食的重力分布不均匀,导致下层粮食的压力也不均匀。
在实际情况中,粮食的形状、密度等因素会影响到卸料动压力的分布。
第二方面,材料性质。
粮食的弹性变形取决于粮食的物理性质,如弹性模量、泊松比等。
粮食的弹性模量指的是单位应力下产生的单位应变,是描述粮食弹性特性的指标。
粮食的泊松比则表示了粮食在拉伸和压缩变形中横向收缩的程度。
这些材料性质的不同都会对粮食的弹性变形和卸料动压力产生影响。
计算粮食立筒仓卸料动压力时,需要考虑宏观力学和微观力学两个层面。
宏观力学上,可以通过传统的结构力学方法来计算。
首先需要建立立筒仓的弹性力学模型,将粮食视为弹性固体,并考虑粮食的重力和粮食对容器壁施加的力。
可以利用等效应力原理和平衡条件,建立方程组,并求解得到粮食的应力和变形分布。
通过将关键参数带入这些方程,可以计算出粮食在不同位置的动压力。
微观力学上,可以通过颗粒力学来计算粮食的弹性变形和卸料动压力。
颗粒力学是一种用来研究颗粒体系的力学方法,可以考虑颗粒间的接触力和颗粒的相对位移。
通过建立颗粒间的力学模型,可以计算出粮食颗粒的变形和应力分布。
然后将微观尺度上的结果转化为宏观力学上的结果,得到卸料动压力。
总之,粮食立筒仓的粮食弹性变形对卸料动压力的影响是一个很复杂的问题,需要综合考虑不同因素的影响。
回填工况下地下粮仓的摩擦力分析刘海燕,徐向楠,张昊,王振清,杨金平,马天鹤(河南工业大学土木工程学院,河南郑州 450001)摘要:为了分析回填工况下地下粮仓在地下水作用时的摩擦力变化情况,设计了3个材质为2 mm厚钢板、仓底倾角为35 °,直径分别为400 mm、500 mm、600 mm的模型筒仓A、B、C,进行了两种工况的6组注水试验。
试验结果表明,模型筒仓顶部位移计数据发生突变时,工况a中,模型筒仓A、B、C水位分别为41.40 mm、39.80 mm、35.00 mm;工况b中,模型筒仓A、B、C水位分别为40.60 mm、39.00 mm、33.10 mm(p<0.05)。
静止阶段,模型筒仓A、B、C顶部支反力不变。
上浮阶段,模型筒仓顶部支反力发生突变,工况a时,模型筒仓A、B、C水位-支反力曲线拐点水位分别为37.10 mm、27.00 mm、21.00 mm;工况b时,模型筒仓A、B、C水位分别为37.10 mm、30.05 mm、24.00 mm。
由于静摩擦力的影响,模型筒仓的位移计变化滞后于支反力。
静止阶段,工况a中的最大静摩擦力分别为206.17 N、316.81 N、364.16 N,均大于工况b的静摩擦力197.61 N、310.82 N、352.96 N。
但其随水位的增加速度基本一致(p<0.05)。
上浮阶段,工况a、b的摩擦力均迅速下降,并趋于稳定。
实际工程中,考虑有利因素的地下粮仓抗浮设计,可采用上浮阶段的摩擦力设计。
关键词:摩擦力;静摩擦力;动摩擦力;回填工况;地下粮仓;注水试验文章篇号:1673-9078(2021)06-175-183 DOI: 10.13982/j.mfst.1673-9078.2021.6.1094 Friction Analysis of Underground Silos during BackfillingLIU Hai-yan, XU Xiang-nan, ZHANG Hao, W ANG Zhen-qing, YANG Jin-ping, MA Tian-he (College of Civil Engineering, Henan University of Technology, Zhengzhou 450001, China) Abstract: To investigate the variations in friction in underground silos due to groundwater during backfilling, three silo models, namely, A, B, and C, with three different diameters of 400 mm, 500 mm, and 600 mm were designed. All these models were composed of 2 mm thick steel plates with a bottom inclination angle of 35°. Six water injection tests were conducted under two different backfilling conditions. The experimental results demonstrate that when there are sudden displacement changes at the top of the silos, the water levels of models A, B, and C are 41.40 mm, 39.80 mm, and 35.00 mm, respectively, under backfilling condition a. Meanwhile, the water levels become 40.60 mm, 39.00 mm, and 33.10 mm under backfilling condition b (p<0.05). In the stationary phase, the reaction forces at the top of the models A, B, and C remain unchanged. In the floating phase, the reaction force at the top of the silos abruptly changes. Under backfilling condition a, the water level-reaction force curves of models A, B, and C result in inflection points at water levels of 37.10 mm, 27.00 mm, and 21.00 mm, respectively. Under condition b, the inflection points are observed at water levels of 37.10 mm, 30.05 mm, and 24.00 mm, respectively (p<0.05). Because of the static frictional force, the displacement changes measured by the gauge lag behind the variation in reaction forces. In the stationary phase, under condition a, the maximum static frictional force of the models is 206.17 N, 316.81 N, and 364.16 N, respectively. These values are all greater than those under condition b, which are 197.61 N, 310.82 N, and 352.96 N, respectively; yet, the water levels of the models under two different conditions increase at nearly the same rate (p<0.05). In the floating phase, frictional force reduces rapidly under both conditions and then levels off gradually. In actual engineering projects, favorable anti-floating underground silo designs can be adopted by integrating the frictional force variations in the floating phase.Key words: frictional force, static frictional force, kinetic frictional force, backfilling condition, underground silo, water injection test 引文格式:刘海燕,徐向楠,张昊,等.回填工况下地下粮仓的摩擦力分析[J].现代食品科技,2021,37(6):175-183LIU Hai-yan, XU Xiang-nan, ZHANG Hao, et al. Friction analysis of underground silos during backfilling [J]. Modern Food Science and Technology, 2021, 37(6): 175-183收稿日期:2020-11-26基金项目:河南省科技攻关项目(202102110122);粮食公益性行业科研专项(201413007-01)作者简介:刘海燕(1979-),女,博士,副教授,研究方向:粮油仓储结构175自古以来中国的粮食问题都是影响社会发展的重要因素,如今确保粮食安全也是中国的农业政策之一[1,2],中国粮食库存量达0.4亿t,其中高大平房仓仓容占总仓容的87.5%[3]。
任务五粮食入库堆装【任务描述】粮油入库后一般有两种储存方式,一是散装储存,二是包装储存。
随着社会的开展以及粮油仓储机械的大量应用,“四散化〞成为粮油流转及储存的主要形式。
在入库过程中,由于粮油籽粒是一种散粒体,具有流散特性,操作不当容易导致产生自动分级,形成杂质聚集区,导致储藏过程中气体、水分、热量等交换受到阻碍,从而影响通风、熏蒸等操作,甚至导致储粮揭露、发热、霉变等不良现象。
因此,粮油仓储工作人员在入库过程中必须掌握粮油籽粒的这些特性,严格管理,采取一定措施防止不良情况发生,确保储粮平安。
【任务目标】知识目标:●掌握储粮生态系统的组成;●掌握粮堆的流散特性;●掌握粮堆内的气流运动特性。
●掌握散装粮堆、包装粮堆的堆装方法和考前须知。
能力目标:●能够按照要求合理组织粮油堆装操作;●能使用皮带输送机等仓储机械设备进行入库操作;【任务资讯】一、储粮生态系统的组成粮食在储藏过程中并非独立存在,而是以粮堆的形式与其他因素相互作用,形成一个人为的储藏生态系统。
储粮生态系统主要由粮堆围护结构、粮食及油料籽粒、有害生物和物理因子四局部组成的。
各组成成分之间有着密切的联系,相互作用、相互影响,构成了一个独特的生态系统。
〔一〕粮油籽粒粮油籽粒是储粮生态系统生物群落的主体,约占粮堆总体积的60%,是活的有机体,它们在储藏过程中表现为休眠状态,但其新陈代谢并未停止,使粮堆具有一系列生物学特性。
粮油作物种类繁多,各种谷类粮食形态结构复杂多样,但其根本结构具有一定的共性,一般都由皮层、胚、胚乳三个局部组成,有些粮粒在皮层的外面还有外壳,如稻谷、大麦、谷子均有外壳〔内稃和外稃〕。
这些包围在粮粒的外壳和皮层是死细胞组成的,根本已木质化,含水量低,形成了抵御不良利储藏环境〔如对湿热、虫霉等外来侵扰〕的保护组织,对粮油储藏是有利的;而粮粒的胚和胚乳是粮粒的蓄积营养的部位,含有丰富的营养成分和较高水分,生命活力旺盛,最容易受虫霉感染,对外界不良侵扰的抵御能力差。
筒仓散体物料压力研究现状与新进展赵光明石鑫丁圣潇张华松王琼琼华电重工股份有限公司(100160)摘要:散体物料压力是进行筒仓设计的重要依据,也是研究筒仓的基础。
文章总结了国内外筒仓散体物料压力的研究现状及新进展,对筒仓散体物料压力的研究内容、研究方法、研究成果进行了梳理,重点关注了筒仓动态压力问题,并介绍了目前筒仓散体物料压力理论研究、试验研究和数值分析方面的一些新进展,可为该领域的研究提供参考。
关键词:筒仓;散体物料;动态压力;研究现状;离散元0引言筒仓具有占地少、仓容大、机械化程度高、储料周转流通成本低等特点,在矿山、港口、煤化工企业和仓储物流行业应用较为广泛,取得的经济和社会效益非常显著。
伴随着经济建设和应用范围的不断的发展,对于筒仓容量的需求和建设规模越来越大,与此同时,筒仓在建造和使用过程中倒塌事故经常发生(如图1所示)。
经过分析筒仓事故引发的原因,主要有以下几个方面,筒仓在施工过程中质量管控不严格、仓体在使用过程中不规范等,另外一个重要因素是筒仓储料压力计算理论还不是很完善,目前的设计规范还不能完全真实反映筒仓储料及卸料的真实受力状态[1]。
筒仓的主要作用是用于散体物料的存储和流通。
由于散体物料具有复杂的物理和力学特性,比如著名的“粮仓效应”———当粮食堆积高度大于两倍的筒仓直径时,粮食底面所受的压力不再随粮堆高度的增加而增加[2](如图2所示)。
一方面是人们对散体物料压力分布的特性及内在机理认识不够,另一面作为热点问题,相关的研究工作不断向前推进。
特别近十多年来,随着研究的深入和技术手段的更新,散体物料压力领域出现了一些新理论和新方法。
散体物料压力是力学领域重要的基础性问题,也是筒仓设计的重要依据。
因此,对筒仓散体物料压力问题进行梳理是十分必要的。
文章总结了国内外筒仓散体物料压力的研究现状及新进展,为相关的研究工作和研究人员提供参考。
1静态压力静态压力指的是筒仓物料存储期间,由静止的物料产生的作用在仓体上的压力,主要包括仓壁上侧压力和仓底的竖向压力。
第一章粮食储藏基础1、什么是粮食?粮食是指可供食用的谷物、豆类、薯类和油料的统称。
一般指粮食作物的种子或果实。
2、普通粮粒主要有哪几个部分组成胚、胚乳、皮层3、粮堆的组成及特点是什么?粮堆是粮食储存的基本形态,它是由粮粒堆聚而成的群体,粮堆除粮粒外还有杂质、霉菌、害虫和粮堆空隙中的空气等。
4、什么是粮食的物理性质?如粮食的流散特性――自动分级、散落性;粮食的热特性――导温性和导热性;粮食的吸附特性――吸湿特性、气体吸附特性、湿热扩散等。
5、什么是粮食的散落性粮食是一种散粒体,内聚力很小,粮粒在自然下落形成粮堆时,向周围流散开来,而形成一个圆锥体的特性。
粮食散落性的好坏一般用静止角或自流角来表示。
6、什么是粮堆的静止角粮堆的静止角也称为自然休止角,指粮粒自然下落时形成圆锥体的母线与水平线之间的夹角。
7、粮堆的静止角与粮食散落性的好坏关系如何粮堆的静止角与粮食的散落性成反比,即粮食的散落性好其静止角小;粮食的散落性差,其静止角大。
8、什么是粮食的自流角粮食散落性的另一量度是自流角,它是粮粒在不同材料斜面上开始移动下滑的角度,即粮粒下滑的极限角度。
自流角是一个相对值,它既与粮粒的物理特性有关,又与测试时用的材料有关,同种粮食在不同的材料上测定的自流角不同,不同种粮食在相同材料上的自流角也不同。
9、影响粮食散落性的因素有哪些?粮粒的大小、形状、表面光滑程度、容重、杂质含量都对粮食的散落性有影响。
(1)粮粒的形态:粒大、饱满、圆形粒、比重大、表面光滑、杂质少的粮食散落性好,反之则散落性差。
大豆粒大、呈圆形、表面光滑,其散落性比粒形较小、表面粗糙的稻谷好的多。
(2)杂质含量:粮食中杂质量增加,尤其是含轻浮杂质多的会阻止籽粒下滑,使散落性降低(3)粮食水分的高低:由于粮食水分的增加可是粮粒表面粘滞,粮粒间的摩擦力增大,当粮食发热霉变后散落性会完全丧失,形成结块现象。
10、粮食散落性与仓壁侧压力的关系一般讲,粮食的散落性越好,则粮食对仓壁的侧压力就越大;粮食的散落性越差对仓壁的侧压力就越小。
粮食储藏的基本知识粮食是人人需要、天天需要、人们赖以维持生命活动的重要商品。
粮食是宝中宝。
我们所储藏粮食品质的好坏,将直接影响到其商品的价值。
这包括数量和质量的损失,直接导致粮食本身的色、香、味、新鲜可口,直接影响到食用者的身体健康,也直接影响到经营者的利益和参与市场的竞争力!粮食在储藏过程中,能够保持品质不降低,干物质不发生损耗的特性,称为储藏稳定性。
事实上,粮食在储藏其中的变化,往往是向着劣变的方向发展。
(有些粮种亦有向好的方向发展的一个短暂过程,如小麦的后熟,后面会专门讲到)。
因此,粮食储藏的主要任务,即在于设法保持和提高他们的稳定性。
影响粮食储藏的稳定性的因素非常复杂。
一般可分为两类:一类是粮食本身的特点、特性,如形态结构,化学成分,物理性质,生理变化等等;另一类是环境条件,如收获条件,气象条件,储藏条件等等。
粮食储藏是一门应用科学,是研究粮食在进入储藏阶段的储藏特性以及在储藏期中的生命活动和变化规律,粮食在储藏期间的劣变是粮堆生态系统各种变量因素互相作用的结果,其根本原因在于粮堆中存在着种种矛盾,潜伏着多种危机,只要条件适合,矛盾就会爆发,危机就会产生,粮食就要发生霉变。
而各种变量发展的可能和强度,有赖于周围环境条件,其中主要的是粮食水分与粮堆周围环境温度,粮堆中气体成分,这三个条件都是有规律地影响粮食本身的营养成分,生理及物理性质,影响储粮微生物,害虫,螨类以及杂草种子的生命活动。
如能控制好这三个因素,就能保证粮食在储藏过程中的粮质相对安全,其性质相对稳定。
要想更好地实现粮食在储藏过程中最大限度地减少损失,并保持与改善粮食品质,降低储藏费用。
这就要求我们很好地研究粮食储藏的基本理论和基本原理;不断揭示粮食在储藏期的生命活动规律;深入探讨各种储藏技术措施在粮食流通中应用;以确保粮食在各个流通环节更好地衔接,从而使粮食在储藏期间品质达到相对安全、稳定,最大限度地减少粮食品质劣度和数量损失,节约费用,为企业为社会创出更为宏观的经济效益而努力。
砌体平粮仓结构设计要点作者:张贤成来源:《中国房地产业·下旬》2021年第02期【摘要】随着全球疫情扩散和不确定性,人类的生产、生活受到了极大的影响,粮食的生产、储备已提高到国家战略层面。
粮仓,作为储备粮食建筑物其重要性不言而喻。
根据笔者多个案例的实践操作,本文对砌体平粮仓的结构设计要点进行分析、总结与探讨。
【关键词】平粮仓;砌体;建筑结构1、引言结构设计注重力学模型明确、传力路径高效,这样的建筑才能节约造价。
砌体平粮仓即为一种传力路径高效、节约建造成本的建筑物,但其结构赘余度很少,且堆粮侧压力较大,因此平粮仓结构设计时,既要注重力学分析,也要注重构造要求以增加结构的可靠度。
2、砌体平粮仓的结构特点分析砌体平粮仓一般为单层单跨框排架结构。
根据功能所需一般用横墙分隔为多廒间组合,柱距一般为6M,单跨最大跨度可做到24M,檐口高度一般为8-10M,堆粮高度一般为5-7M。
屋面可采用预制的双T板或者预应力拱板。
典型的平粮仓平面及立面见图1。
3、砌体平粮仓的结构设计要点分析3.1 砌体平粮仓结构概念设计平粮仓屋面为装配式无檩体系钢筋混凝上屋盖,其廒间分隔横墙间距需满足其空间工作性能为刚性方案,即房屋横墙间距s≤32M,横墙长度不宜小于其高度。
结构设计时,需分别考虑满仓、半仓、空仓三种工况。
3.2 砌体平粮仓传力路径分析粮食侧压力→柱间纵墙(山墙)→圈梁→排架柱(山墙柱)→基础风荷载(含柱顶集中力)→山墙→圈梁(屋架)→山墙柱→基础水平地震力与风荷载传递路径类似,采用底部剪力法,柱顶和基础顶分别作用一个重力荷载代表值。
3.2.1粮食侧压力粮食侧压力为三角形分布,其水平压力标准值公式为:Phk=kγs,其分布见图2。
其中:k为平堆时粮食侧压力系数s为粮食顶面距计算截面的距离γ为粮食重力密度粮食与墙体之间竖向摩擦力较小,且对抗侧力构件及基础有利,可不列入计算分析,作为安全储备。
3.2.2砌体墙受力分析由于平粮仓跨度较大,一般不小于12M,而受力圈梁层间间距不超过2.5M,砌体墙为单向简支受弯构件分析,圈梁作为其铰结点,按砌体受弯构件分别验算其受弯承载力和受剪承载力。
漏斗法粮食休止角测量结果的影响因素研究田晓红;谭斌;刘明;谭洪卓;刘艳香【摘要】以小麦、稻谷、大豆、玉米为试验材料,对漏斗法测定休止角装置中的漏斗孔径和角度、籽粒跌落高度、底面圆盘直径和粗糙程度、以及谷物本身的水分、杂质含量、籽粒大小等因素对休止角的影响进行讨论.研究结果:4种粮食的休止角随着跌落高度和漏斗孔径的增加而减小;随着底盘直径和粗糙程度的增加而增加;随着漏斗内角度数的增加,小麦、大豆休止角的变化趋势不明显,而稻谷、玉米的休止角呈微弱上升;4种粮食的休止角随着水分和杂质含量的不断增加而增加.小麦、玉米、大豆的休止角随着颗粒增大而减少,而稻谷的休止角是随着样品颗粒增大而增大.%Wheat, paddy, corn and soybean were chosen in this study. The aim of this study was to discuss influence factors of angle of repose. The devices were evaluated for aperture and angle of funnel, height of descent, diameter and roughness of disk. Then moisture and impurity and size of grain were evaluated. It was found that: Angle of repose of wheat, paddy, corn and soybean decreased with increased angle of funnel and height of descent, but increased with increased diameter and roughness of disk. It was unapparent for change trend of the angle of repose of wheat and soybean with increased internal angle of funnel. Angle of repose of paddy and corn slightly increased with increased internal angle of funnel. Angle of repose of wheat, paddy, corn, soybean increased with increased moisture and impurity. Angle of repose of wheat, corn, soybean decreased and paddy increased with increased size.【期刊名称】《中国粮油学报》【年(卷),期】2011(026)010【总页数】6页(P108-113)【关键词】休止角;粮食;影响因素【作者】田晓红;谭斌;刘明;谭洪卓;刘艳香【作者单位】国家粮食局科学研究院,北京100037;国家粮食局科学研究院,北京100037;国家粮食局科学研究院,北京100037;国家粮食局科学研究院,北京100037;国家粮食局科学研究院,北京100037【正文语种】中文【中图分类】TS210.2自然休止角,也称静止角,是指物料由高点自然散落到平面上所形成的圆锥体的斜面与底边之间的角。