ЭлБиб

1 КРАТКИЙ АНАЛИЗ РАБОТ ПО МЕХАНИКЕ

СЫПУЧИХ МАТЕРИАЛОВ В БУНКЕРАХ

1.1 Некоторые сведения о сыпучих материалах и бункерах

1.1.1

Классификация и основные свойства сыпучих материалов

Подробное описание сыпучих материалов и их свойств приводится в

работах Р.Л. Зенкова [20].

Сыпучие материалы бывают легко-, средне- и трудносыпучими.

Легкосыпучие материалы часто называют идеально сыпучими, однако,

это – реальные среды, к которым относится, например, зерно пшеницы с

влажностью от 14 до 16%. Такие материалы подчиняются закону сухого тре-

ния (закону Кулона) и их коэффициент внутреннего трения tg

(трение меж-

ду отдельными зерновками) находится в диапазоне от 0,24 до 0,44. В гранич-

ных условиях они как сыпучее тело «работают» только на сжатие.

Среднесыпучие материалы, как правило, по своим фрикционным свой-

ствам подчиняются закону Амонтона – Кулона. В них одновременно прояв-

ляются силы сухого трения и силы сцепления. Последние проявляются,

например, у зерна пшеницы в результате явления адгезии на поверхности

зерновок. Среднесыпучим материалам присуща относительная влажность в

диапазоне 18–22%. Коэффициент сдвига для них находится в интервале от

0,45 до 0,80. В граничных условиях они как сыпучее тело «работают» как на

сжатие, так и на растяжение, но степень их растяжения незначительна.

Трудносыпучие материалы по фрикционным свойствам подчиняются

закону Амонтона. В них превалируют силы сцепления из-за достаточно

большой адгезии на поверхности, например, зерновок. Влажность зерна пше-

ницы в этом случае находится в пределах от 23 до 28%, коэффициент сдвига

– в диапазоне от 0,9 до 1,2. В граничных условиях они как сыпучее тело «ра-

ботают» как на сжатие, так и на растяжение в достаточно большой степени.

По своей форме дискретные частицы указанных сыпучих материалов

многообразны – от шаровой (например, горох) до клиновидной (например,

зерно кукурузы). Зерновки пшеницы, как показали исследования Л.Ю. Ше-

вырева, имеют форму параболической бочки.

При теоретическом исследовании сыпучих материалов всегда опреде-

ляется условный диаметр дискретных частиц сыпучего материала. Однако их

форма в исследованиях, как правило, не учитывается, что вносит неточности

в теоретические зависимости при определении, например, расходных харак-

теристик бункеров и их параметров.

Сыпучий материал, находящийся в граничных условиях, например, в

полости бункера, называется сыпучим телом.

Для сыпучих тел, в соответствии с приведенной классификацией сыпу-

чих материалов, разрабатываются так называемые механические модели сы-

пучих тел. Они представляют собой совокупность допущений и ограничений

по физико-механическим свойствам сыпучего материала и фрикционным

Электронная Научная С льскоХозяйственная Библиотека