Движение и зависание топлива в бункерах - страница 7
Уголь как сыпучий материал относится к связным материалам, у которых начальное сопротивление сдвигу τ>0> 0¸ а общее сопротивление сдвигу определяется как τ = (σ׃) + с [Л2]; где с – связность материала, т. е. с = τ>0, σ- нормальное давление, ƒ – коэффициент внутреннего трения, φ- угол внутреннего трения, f = tgφ.
Рис 1—1б. Зависимость усилия сдвига от нагрузки.
Условием сдвига угля на наклонной плоскости под действием собственного веса без приложения внешних сил является преодоление начального сопротивления сдвигу. Поэтому в качестве показателя сыпучести выбрана величина начального сопротивления сдвигу (τ>0), а с тем, чтобы она соответствовала реальным условиям, замеры проводились непосредственно в бункерах.
Величина τ>0 будет иметь различные значения для различных углей или того же угля разной влажности, а также у того же угля на разной глубине в бункере (τ>0,τ>01, τ>02…рис. 1—1а).
б. Определение начального сопротивления сдвигу (τ>0) в реальных условиях (в бункерах)
Определения τ>0 производились на обрушениях типа сегмент-арка (см. часть 2, рис. 2—1а) в зоне минимального уплотнения на глубине до 2,5—3,0 м.
Замерялось: вес объёма самообрушения (Р), площадь его контактной поверхности (Sкп) и угол обрушения α. Начальное сопротивление сдвигу рассчитывалось по схеме (см. рис. 1—2).
Рис. 1—2. Схема к расчету τ>0 по замерам в бункерах.
Обозначения:
«а» – прибор для замера τ0.
«b» – аналогичная схема в бункерах.
«с» – фрагмент из рис. 1—13.
D, d – h диаметры и высота конуса обрушения.
L- длина образующей конуса.
t – время сработки.
h>мах – максимальная устойчивая высота сыпучего материала при подъёме затвора (обозначено 1).
α – угол сдвига.
Р – вертикальное давление.
В лабораторных условиях τ>0 определяется [Л2] при h=h>мах на приборе (см. рис. 1—2а).
На рис. 1—2б показано сечение конуса зависания. Высота h треугольника со сторонами (D-d) /2 и h (часть «b» рис 1—2) является высотой максимально устойчивой стенки конуса зависания к моменту его обрушения.
В общем случае:
τ>0= σ/S. σ=h×γ×sin (90 – α) ×f. Где: h – высота слоя; γ, α, f – см. обозначения, раздел 1—3.
В данном примере расчёт упрощён.
Вес Р=t×q, где t – время сработки обрушенного объёма, взято из графика (см. часть2, рис. 2—2).
q – производительность питателя (известна).
S = πL (D + d) /2 – контактная поверхность обратного конуса.