Процессы истечения и сводообразования в бункерах

Назначение и классификация бункеров

Бункеры, бункерные затворы

Бункеры представляют собой сосуды большого объема с загрузочными и разгрузочными отверстиями, перекрываемыми задвижками. Бункеры предназначены для приема, временного накапливания, хранения и подачи на транспортные средства насыпных грузов для их дальнейшей переработки [2, 3, 5, 6].

Бункеры загружаются через открытый верх или загрузочные отверстия, разгружаются через отверстия в днище или внизу боковых стенок. Продвижение груза по бункеру и истечение его через отверстия происходят под действием силы тяжести.

Бункеры применяются в установках трех типов:

аккумулирующие – для хранения насыпных грузов, снабжены устройствами для загрузки и разгрузки емкостей; устройствами для измерения массы и др.;

уравнительные – промежуточные емкости для насыпных грузов;

технологические – для временного хранения промежуточных продуктов переработки.

Применение бункеров необходимо в том случае, если сопряженные в едином производственном процессе транспортные и технологические машины работают в разных режимах по времени: одни периодически, другие непрерывно.

Режим времени работы и производительность комплекса объединенных транспортно-технологических машин определяет необходимый объем бункеров для накопления и хранения грузов.

Процессы сводообразования и скорость истечения груза зависят от физико-механических свойств груза, диаметра разгрузочного отверстия и формы бункера.

В табл. 7.1 представлена классификация бункеров.

Таблица 7.1

Классификация бункеров

Бункеры	Геометрическая форма	Схема
Тип	Группа	Корпуса	Днища
Прямоугольные	Пирамидальные, обелисковые	Пирамида, обелиск
Комбинированные призмопирамидальные, призмообелисковые	Призма	Пирамида, обелиск
Круглые	Конические	Конус
Цилиндроконические	Цилиндр	Конус
Корытообразные	Односкатные треугольные	Треугольная призма
Односкатные трапецеидальные	Четырехугольная призма	Треугольная призма
Двускатные	Четырехугольная призма	Две треугольные призмы
Трапецеидальные	Трапецеидальное корыто
Параболические	Параболическое корыто
Комбинированные Трапецеидальные	Призма	Трапецеидальное корыто
У-образные	Трапецеидальное корыто с плоским дном и боковой щелью

Форма бункера должна обеспечивать максимальное заполнение и полную разгрузку без образования «мертвых» зон, где происходит задержка груза, и предотвращать возможность сводообразования (зависания) груза над разгрузочными отверстиями, нарушающего режим свободного истечения груза. Угол наклона стенок бункера должен быть на 10–15º больше угла естественного откоса груза для того, чтобы у стенок воронки не образовывалась пассивная зона, в пределах которой груз в начале разгрузки остается неподвижным, затем располагается по углу естественного откоса, а затем скользит вдоль стенок бункера.

Бункеры изготавливают деревянными, металлическими, бетонными, железобетонными. Наибольшее распространение имеют бункеры со стенками из листовой стали и каркасом из профильной стали. Для облегчения движения грузов стенки бункеров внутри выполняют гладкими; при перемещении абразивных грузов стенки бункеров армируют съемными стальными плитами.

Разгрузочные отверстия бункера располагают по центру днища или сбоку с одной или с обеих сторон. Корпус бункера закрепляется сверху за края несущей конструкции.

При истечении насыпного груза из бункера через разгрузочное отверстие образуется свод из подвижных частиц, воспринимающий давления вышележащих слоев. В первой зоне, лежащей над сводом, частицы движутся в замкнутом слое и соприкасаются друг с другом. Из этого слоя частицы непрерывно переходят в область самого свода. Под поверхностью свода начинается зона свободного падения частиц под действием собственной силы тяжести. В этой второй зоне уже нет связанных друг с другом слоев частиц, они не соприкасаются, при падении расстояния между ними увеличиваются [1, 2, 5, 6].

При экспериментальном сравнении бункеров с круглым, квадратным и прямоугольным разгрузочными отверстиями, имеющими одну и туже площадь сечения, установлено, что наибольшее количество груза в единицу времени разгружается из бункера с разгрузочным отверстием, характеризующимся наибольшим гидравлическим радиусом, т. е. из бункера с круглым отверстием. Затем следуют бункеры с квадратным и прямоугольным отверстиями. Щелевое и эллиптическое разгрузочные отверстия примерно равноценны по количеству разгружаемого материала, по скорости потока оба эти отверстия значительно уступают отверстию с круглым сечением.

В несимметричных бункерах сопротивление истечению в 2–3 раза больше, чем в симметричных.

Дата добавления: 2013-12-13