第四章颗粒精选文档.ppt

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1、第四章颗粒本讲稿第一页，共二十八页一、孔口流出液体的流速与液面高度有关。粉体的流出速度与层高无关（砂时计原理）。实验证明：一般料仓高度超过其直径约一般料仓高度超过其直径约4倍时倍时，流出速度与仓内物料深度无关。，流出速度与仓内物料深度无关。液体的液体的TorricelliTorricelli定律对粉体不适用定律对粉体不适用本讲稿第二页，共二十八页本讲稿第三页，共二十八页动态拱：孔口上部的粉体颗粒相互挤压形孔口上部的粉体颗粒相互挤压形成的拱构造，在流动中，构成拱的颗粒不成的拱构造，在流动中，构成拱的颗粒不断落下，而新的颗粒不断补充形成动态平断落下，而新的颗粒不断补充形成动态平衡。衡。质量流出速度

2、的经验公式：W=B D0n与物料粒径、内摩擦系数等物性有关的常数，n 2.53.0，常取2.7本讲稿第四页，共二十八页二、流动型式1、仓内粉体的重力流动 D区：颗粒自由降落区,最早排出 C区：垂直运动区,颗粒边滚动边降落进D区 B区：缓慢滑动区 A区：迅速流动区 E区：死区凡处于大于休止角位置的颗粒均产生流向出口中心的运动 排出口料流状态本讲稿第五页，共二十八页2、流动椭圆体Kvapil提出流动椭圆体的概念，有两个椭圆体，流动椭圆体EN内产生垂直和滚动运动；边界椭圆体EG以外的颗粒不产生运动；EN的顶部是流动锥体E0。E0:流动锥体流动锥体En:核心流动椭圆体核心流动椭圆体EG:边界流动椭圆体

3、边界流动椭圆体本讲稿第六页，共二十八页3、莫尔应力圆与滑动线本讲稿第七页，共二十八页滑动线示意图本讲稿第八页，共二十八页4、质量流与漏斗流质量流：质量流：仓内物料能大致均匀下降流出。特点是“先进先出”，不同高度上的料层之间基本上无交叉。漏斗流：仓内粉体层的流动区域呈漏斗状。特点是“先进后出”，只有中央部分形成料流，其他区域的粉体料流紊乱或停止不动。本讲稿第九页，共二十八页粉体流动型式的判别方法用粉体力学特性参数有效内摩擦角、料斗锥体半顶角和粉体内摩擦角。由莫尔圆的几何关系可得粉体在储仓内的临界角：若料斗顶角c,形成质量流本讲稿第十页，共二十八页仓内粉体流动型式判断图本讲稿第十一页，共二十八页5

4、、偏析现象偏析：粉体流动过程中，粉体层的组成呈现不均质的现象。流动性好、粒度分布宽的粉体易偏析引起偏析原因：粒径、密度、形状、表面性状等偏析类型及机制：附着偏析：填充偏析：滚落偏析：本讲稿第十二页，共二十八页防止偏析的措施 采用多点装料 采用细高料仓 加设垂直挡板 设置中央管孔 采用侧孔卸料本讲稿第十三页，共二十八页三、质量流料仓设计原理三、质量流料仓设计原理 詹克流动性参数詹克流动性参数：内摩擦角、有效内摩擦角、壁摩擦角、容积密度、开放屈服强度、可压缩型因数、透气性因数。1 1、开放屈服强度与流动函数、开放屈服强度与流动函数 固结强度（密实强度)、固结主应力 密实粉体发生破坏时的压应力即是开

5、放屈服强度密实粉体发生破坏时的压应力即是开放屈服强度f fc c本讲稿第十四页，共二十八页f fc c的确定的确定由于自由表面的压应力和剪应力均为零，这相当于莫尔圆上的最小主应力3=0，剪应力=0而最大主应力1=fc的应力状态。因此，通过坐标原点并与破坏包络线相切的莫尔圆中的1=fc，相应的固结主应力通过与破坏包络线终点相切的莫尔圆确定。本讲稿第十五页，共二十八页2 2、流动函数、流动函数FFFF詹克（Jenike)定义粉体的流动函数FF：FF表征粉体的流动性，当fc=0时，FF，粉体具有完全的流动性。流动函数流动函数FFFF与粉体的流动性与粉体的流动性流动函数FF FF1 1FF2 2FF4

6、 4FF10 FF10流动性 凝结 强粘附性 有粘附性 易流动 自由流动 流不动 不易流出 实例 过期水泥 湿粉 未过期水泥 湿砂 干砂本讲稿第十六页，共二十八页3 3、有效屈服轨迹和有效内摩擦角、有效屈服轨迹和有效内摩擦角屈服轨迹曲线簇屈服轨迹曲线簇：不同的预密实条件有不同的屈服轨迹。将这些屈服轨迹的终点连接成为一直线，其倾角表示不同预密实状态下的破坏条件。有效屈服轨迹有效屈服轨迹是各个不同预密实状态下的最大极限莫尔圆，也就是通过各屈服轨迹终点的莫尔圆的公切线。其倾角称为有效内摩擦角有效内摩擦角。本讲稿第十七页，共二十八页有效内摩擦角比屈服轨迹终点连线的倾角相差约50。由几何关系易得预密实应

7、力1和固结主应力的关系 1=（1+sin)本讲稿第十八页，共二十八页4 4、料斗流动因素、料斗流动因素料斗形状料斗形状、仓壁摩擦系数仓壁摩擦系数等决定料仓的流动性质。Jenike定义料斗内粉体固结主应力1与作用预料拱脚的最大主应力之比为料斗的流动因数ff,物料容积密度；卸料口宽度；()料斗半顶角的函数。本讲稿第十九页，共二十八页()可查图也可近似计算。近似计算公式：()=)=（1+m)+0.01(0.5+m)1+m)+0.01(0.5+m)m为料斗形状系数，轴对称的圆锥形料斗，m=1；平面对称的锲形料斗，m=0本讲稿第二十页，共二十八页对于一定形状的料斗，同料斗直径成线性关系，故：设计时使ff

8、值小。本讲稿第二十一页，共二十八页5 5、料仓卸料口径的确定、料仓卸料口径的确定Jenike指出了质量流料斗的卸料口经取决于粉体流动函数与料仓流动因数的比值。质量流条件：FF ff 或 fc1临界结拱条件：FF=ff 即 1=fc，crit最小卸料口径：Jenike理论适用于细粒物料（粒径小于0.84mm）本讲稿第二十二页，共二十八页Janssen法确定整体流料仓最小卸料口径步骤：作剪切测定，在-坐标上画出屈服轨迹，求有效内摩擦角、开放屈服强度fC、壁摩擦角r；在流动型式判断图上的整体流区域中选择料斗半顶角，并确定料斗的流动因数ff；从相应的摩尔圆上确定fC及1值，做出流动函数FF曲线,并在同

9、一座标中画出ff；算出最小卸料口径。本讲稿第二十三页，共二十八页Langmaid公式设、Dr分别为锲形卸料口和圆形卸料口的临界流出口径（宽度），dps为颗粒比表面积当量径；s、v为颗粒表面积和体积形状系数，则：Kvapil公式 圆形卸料口下径：Dc=6.15dps 正方形卸料口边长：A=7dps本讲稿第二十四页，共二十八页6、结拱及防止粉体拱的类型压缩拱：受料仓压力作用固结强度增加导致结拱。锲形拱：块状物料互相啮合在孔口架桥成拱。粘结粘附拱：水分、静电吸附导致粉料与仓壁粘附力增强成拱。气压平衡拱：卸料装置密封不好，导致大量空气从底部漏入仓内使料层上下气压平衡所致。本讲稿第二十五页，共二十八页防止措施 改善料仓（斗）的几何形状及尺寸；降低料仓内粉体压力；减小仓壁摩擦力。常用方法 采用偏心卸料口的锲形卸料口 减小料斗顶角或扩大卸料口尺寸 采用仓壁垂直插板 仓壁涂层 应用改流体 采用仓壁振动器 采用气力助流本讲稿第二十六页，共二十八页贴图本讲稿第二十七页，共二十八页贴图本讲稿第二十八页，共二十八页