Приложение f

(справочное)

Определение структуры потока

F.1 Массовый и центральный поток

(1) Функциональное методологическое определение размеров бункера с точки зрения структуры потока находится за пределами области применения настоящего технического кодекса. Следующая информация на рисунке F.1 предоставляется для того, чтобы дать возможность надежной оценки, существуют ли в рассчитываемом бункере специальные соотношения нагрузки для условий массового потока. Эта информация, кроме того, требуется, если для определения нагрузок воронки используется альтернативный метод по приложению G.

а) b)

1 — центральный поток; 2 — массовый поток;

3 — между двумя линиями может появляться массовый или центральный поток;

 — половина пикового угла воронки;

_h — коэффициент трения о стенки воронки

Примечание — В зоне между граничными линиями массового и центрального потока настроенный профиль текучести зависит от других параметров, которые не включены в настоящий техничес­кий кодекс.

Рисунок F.1 — Ограничение условий массового

и центрального потока для конических

и клинообразных воронок:

а — коническая воронка;

b — клинообразная воронка

Приложение g

(обязательное)

Альтернативные правила определения нагрузок на воронку

G.1 Общие положения

(1) Данное приложение дает два альтернативных метода оценки нагрузок сыпучего материала на воронку.

(2) G.3 – G.9 могут использоваться для описания нагрузок как в случае нагрузки – заполнение, так и в случае нагрузки – разгрузка. Однако нужно учитывать, что сумма этих нагрузок не соответствует весу сыпучего материала, хранимого в воронке.

(3) Формула по G.10 может применяться альтернативно для выражений, указанных в 6.3 — для крутых воронок в случае нагрузки – разгрузка.

G.2 Обозначения

l_h — расстояние между пиком воронки и переходом воронки вдоль наклонной поверхности (см. рисунок G.1);

p_n — нагрузки, перпендикулярные наклонной стенке воронки;

p_ni — различные компоненты нагрузки, перпендикулярные наклонной стенке воронки (i = 1, 2 и 3);

р_s — пик нагрузки на переходе воронки.

G.3 Понятия

G.3.1 Пики нагрузки

Пики нагрузки, которые могут появляться в процессе разгрузки бункера при появлении массового потока на переходе воронки.

G.4 Расчетная ситуация

(1) Воронка должна рассчитываться для состояния после заполнения и для случая нагрузки – разгрузка.

(2) Ожидаемая характеристика текучести сыпучего материала в воронке должна определяться с помощью рисунка F.1.

(3) Если в бункере может появиться центральный или массовый поток, то при расчете должны учитываться влияния обоих профилей текучести.

G.5 Определение коэффициента увеличения нагрузки на дно С_b

(1) Для бункеров, которые не подпадают под бункерные сооружения, определенные в (2), должен устанавливаться коэффициент увеличения нагрузки на дно:

С_b = 1,3. (G.1)

(2) Для бункеров, у которых с определенной вероятностью следует ожидать динамических нагрузок в процессе разгрузки (см. (3)), действуют более высокие вертикальные нагрузки на воронку и на дно бункера. Там должен устанавливаться следующий коэффициент увеличения нагрузки на дно:

С_b = 1,6. (G.2)

(3) Из склонности к динамическим нагрузкам (условия абзаца (2)) нужно особенно исходить при существовании следующих случаев:

— в бункере с гибким вертикальным стволом бункера при хранении сыпучих материалов, которые не могут соответствовать классу сыпучих материалов с незначительным сцеплением (см. 1.5.23);

— если хранимый сыпучий материал склонен к механическому зацеплению частиц сыпучего материала друг с другом и к образованию мостиков (например, цементный клинкер);

— или по причинам, отличным от названных, склонен к ударным нагрузкам при разгрузке (например, пульсация, удары).

Примечание — Определение сцепления с сыпучего материала описано в С.9. Сцепление с классифицируется как незначительное, если оно не превышает значение с/_r = 0,04 после уплотнения сыпучего материала при уровне напряжения _r (см. 1.5.23).

G.6 Заполняющие нагрузки на горизонтальные и почти горизонтальные днища

(1) Вертикальные заполняющие нагрузки на горизонтальные или почти горизонтальные днища бункеров (наклон   20) должны рассчитываться по формуле

p_vfb = C_bp_vf, (G.3)

где p_vf — вертикальная заполняющая нагрузка по формуле (5.3) или (5.79) на определяющей глубине z под эквивалентной поверхностью сыпучего материала;

C_b — коэффициент увеличения нагрузки на дно.

G.7 Заполняющие нагрузки на стенки воронки

(1) При наклоне стенок воронки относительно горизонтальной плоскости  более 20 (см. рисунок 1.1 b)) нагрузки, перпендикулярные наклонным стенкам воронки p_n, должны рассчитываться, как показано ниже:

(G.4)

с:

; (G.5)

; (G.6)

, (G.7)

где  — наклон стенок воронки относительно вертикали (см. рисунок G.1);

х — расстояние между нижним концом воронки и рассматриваемой точкой (величина между 0 и l_h) по рисунку G.1;

p_n1, p_n2 — составляющие для описания нагрузок воронки вследствие заполнения воронки;

p_n3 — составляющая доли нагрузки вследствие сыпучего материала, находящегося в воронке;

С_b — коэффициент увеличения нагрузки на дно;

p_vft — вертикальная нагрузка на установленную точку воронки после заполнения по формуле (5.3) или (5.79);

_h — нижнее характеристическое значение коэффициента трения о стенки в воронке;

К — верхнее характеристическое значение коэффициента горизонтальной нагрузки хранимого сыпучего материала;

А — площадь поперечного сечения вертикального ствола бункера;

U — площадь периметра поперечного сечения вертикального ствола бункера.

Рисунок G.1 — Альтернативное расположение нагрузок воронки

(2) Нагрузки за счет трения о стенки р_t опредялются по формуле

р_t = p_n_h, (G.8)

где p_n рассчитывается по формуле (G.4).

(3) Если давления определяются по формулам (G.5) – (G.7), то должны использоваться те же характеристические значения К. Должны рассматриваться как нижнее, так и верхнее характеристическое значение.

Примечание — Так как нижнее характеристическое значение К дает максимальное значение р_vft (см. формулу G.3), а верхнее характеристическое значение К — максимальное значение р_n3, то нельзя сделать вывод о том, какое характеристическое значение дает наиболее неблагоприятный случай нагрузки для воронки. Поэтому должны определяться оба характеристических значения.

G.8 Нагрузки при разгрузке на горизонтальные и почти горизонтальные днища

(1) В случае нагрузки – разгрузка вертикальные нагрузки на горизонтальные или почти горизонтальные днища бункеров (наклон   20) могут устанавливаться по правилам для случая нагрузки – заполнение (см. G.6).

G.9 Нагрузки при разгрузке на стенки воронки

(1) Нагрузки при разгрузке на воронки в бункере с центральным потоком могут рассчитываться по правилам для случая нагрузки – заполнение (см. G.7).

(2) Для бункеров с возможным массовым потоком учитывается дополнительная установка нагрузки p_s на переход воронки (см. рисунок G.1). Эта составляющая нагрузки измеряется от перехода воронки по длине 0,2d_с и устанавливается действующей по всему объему воронки.

р_s = 2Kp_vft, (G.9)

где p_vft  — вертикальная составляющая нагрузки в сыпучем материале на установленную точку воронки в случае нагрузки – заполнение, определенная по формуле (5.3) или (5.79).

G.10  Альтернативные уравнения для коэффициента нагрузки на воронку F_e для случая нагрузки – разгрузка

(1) В воронке с крутыми стенками воронки в случае нагрузки – разгрузка в качестве альтернативы должно рассчитываться среднее вертикальное давление в произвольном месте в сыпучем материале по формулам (6.7) и (6.8) с применением следующего параметра F_е:

, (G.10)

при этом:

, (G.11)

_wh = arctan_h, (G.12)

где _h — нижнее характеристическое значение коэффициента трения о стенки в воронке;

_I — угол внутреннего трения хранимого сыпучего материала.

Примечание — Формула (G.10) должна применяться взамен формулы (6.21). Формула (G.10) для F_е базируется на почти комплексной теории Энштада для давлений разгрузки.