Особенности связнотекучих и связных продуктов

Связнотекучие и связные сыпучие продукты сочетают в себе свойства твердых так и жидких сред. Как следствие этого продукты обладают способностью как сохранять форму при относительно небольших нагрузках, так и принимать форму емкости в которой они содержатся. В механике сыпучих сред эти вопросы рассматриваются с использованием аппарата теории упругости. Эта сыпучая среда представляется как сплошная, а все специфические ее особенности отражаются задаваемыми в форме гипотез функциональными связями нормальных и касательных напряжений в среде.

Сыпучий продукт состоит из круглых или многогранных, механически не связанных частиц, перемещающихся и взаимодействующих друг с другом и с ограждениями под действием силы тяжести. Однако между частицами могут действовать адгезионные силы, придающие среде вязкость.

Особенности:

ü Сыпучий продукт сочетают в себе свойства твердых и жидких сред. Он характеризуется некоторой упругостью и пластичностью, однако принимает форму емкости, в которую засыпан; при высыпании на плоскость образует угол естественного откоса.

ü Распределяясь на больших площадях, давление от внешних сил существенно уменьшается и в достаточно крупных бункерах могут уравновешиваться адгезионными силами связи частиц. В этих условиях сыпучий продукт рассматривается как твердый гель, способный удерживать внутри себя металломагнитные частицы, извлекаемые из него магнитными силами.

ü В высоких бункерах днище воспринимает часть веса сыпучего продукт; остальная часть передается на днище через стенки бункера. Это вызвано давлением продукта на боковые стенки бункера, которое вызывает появление на ней силы трения, направленной против действия силы тяжести. Вследствие этого сила трения частично уравновешивает силу тяжести и с увеличением высоты столба сыпучего продукта сила его давления на днище нарастает медленнее, чем описывается линейной зависимостью; все большая и большая ее часть воспринимается боковыми стенками.

ü Особенности передачи усилий в сыпучих средах определяют явление образования сводов над отверстиями. Поверхность свода находится под напряжением от передаваемых усилий и под их воздействием становится весьма прочной. После образования свода истечение среды через отверстие прекращается. для продолжения истечения необходимо разрушить свод.

Мероприятия, предупреждающие образование сводов: увеличение размеров отверстий и уменьшение толщины насыпи над ним [2].

Причины этих отрицательных явлений, как правило, связаны с недостаточным углом конусности выходного отверстия и с уменьшением сыпучести во время хранения, вследствие более плотной упаковки частиц (их переориентации и оседания) под действием вибраций или других внешних воздействий, а также в результате деформаций.

С внутренним и внешним трением сыпучего продукта связаны такие специфические явления, как самосортирование при подаче продукта. Самосортирование продукта связано с тем, что угол естественного откоса у более крупных частиц (более сыпучих) и более мелких разный. Крупные частицы обладают меньшим угол естественного откоса, более мелкие − большим углом естественного откоса. И при высыпании продукта на свободную поверхность происходит естественное отделение мелких и крупных частиц [2].

Таблица 2