Способ определения параметров силосов

 

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ СИЛОСОВ путем их моделирования, отличающийся тем, что, с целью получения оптимальных па .раметров силосов, осуществляют моделирование по крайней мере трех сило сов, в каждой модели изменяют один i из параметров, характеризующий класс явлений в силосе, определяют закономерность изменения искомых величин от действия давления сыпучего, причем искомые параметры силоса опреде ляют из следующего соотношения ,(.,V.M() 2 В К ,, .

ССЮЭ СОВЕТСНИХ

ИМНО" М

РЕСПУБЛИХ

ЗФЮЕ04 Н 722

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOIVIY СВИДЕТЕЛЬСТВУ где R

A1, В, С

k—

ЕP f (P; )F

s„e +s e+s с e +.с1 С (21) 2652873/29-33 (22) 05.09.78 (46) 30.08.84. Бюл. 32 (72) М.М.Осипов (71) Кабардино-Балкарский государственный университет (53) 725.36(088.8) (56) 1. Власов В.З. Общая теория оболочек и ее применение в технике.

М.-Л., Гостехтеоретиздат, 1949, с.345.

2. Поляков Л.П. и Файнбруд В.М.

Моделирование строительных конструкций. Киев, "Будивельник", 1975, с.121 (прототип). (54)(57) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ СИЛОСОВ путем их моделирования, отличающийся тем, что, с целью получения оптимальных па. раметров силосов, осуществляют моделирование по крайней мере трех силосов, в каждой модели изменяют один из параметров, характеризующий класс явлений в силосе, определяют закономерность изменения искомых величин от действия давления сыпучего, причем искомые параметры силоса опреде ляют из следующего соотношения

SU„„111 885 А — PdF

Ч

F удельное сопротивление движению сыпучего, вызванное формой конструктивного решения силоса; коэффициенты, определяемые по действительным эпюрам (к), полученным на данных моделях, при движении сыпучего (его выпуске), номер модели; номер варианта модели; — средняя плотность сыпучего, кН/м ; — высота силоса, м; — скорость движения сыпучего, м/с; — объем силосной емкости,м ; — угол заострения воронки, рад; модуль упругости материала стенки силоса, МПа; — динамический коэффициент трения сыпучего о стенки .силоса горизонтальное давление сыпучего на стенки, кН/м ; площадь внутренней поверхности стенок сило са, м.

885 где

1 1110

Изобретение относится к строительству, в частности к сооружениям для хранения сыпучих материалов, и может быть применено в различных отраслях народного хозяйства где при решении меха9

5 нических задач необходимо определить оптимальные параметры конструкции.

Известны способы определения пара-.. метров силогов путем моделирования, заключающиеся в схематизации реальной тработы силосных сооружений, приводящей к их математическим моделям, причем силосные сооружения рассматривают как систему замкнутых оболочек, находящихся под действием радиальной нагрузки

15 от сыпучего, распределенной по поверхности по заданному закону, а для расчета используют уравнения оболочки t1j °

Способы позволяют определить дефор20 мации и усилия в оболочках лишь при известных значениях нагрузки от динамического давления сыпучего. Однако отсутствует количественная оценка увеличения давления при движении сыпучего в процессе выпуска, совпадающая с опытными данными-. Поэтому дан" ные способы малоэффективны.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является модельный способ определения парамет-.

30 ров силосов путем их моделирования, при котором строят одну модель натур" ного сооружения, определяют на ней необходимые величины (например, деформации, усилия и др.), а затем по ним определяют искомые параметры натурного сооружения, используя критерии подобия (2 J.

Однако этот способ не позволяет 40 определить оптимальные параметры натурного сооружения, получить наибольшее количество сведений об изучаемых процессах при минимальных затратах и определить закономерность измене" 45 ния параметров натуры, что ограничивает воэможность данного способа и

его применимость.

Цель изобретения — получение оптимальных параметров силосов . 50

Цель достигается тем, что согласно способу определения параметров силосов путем их моделирования осуществляют моделирование ио крайней мере трех силосов, в каждой модели изменяют один из параметров, характеризующий класс явлений в силосе, определяют закономерность изменениц искомых величин от действия давления сыпучего, причем искомые параметры силоса определяют из следующего соотношения

2„2

Я„= — - (4 9+4 9+4 j(}»(В,e e,9»9 }»,.

F — удельное сопротивление дви1 жению сыпучего, вызванное формой конструктивного решения сооружения, A В;, С; - коэффициенты, определяемые по действительным эпюрам (к), полученным на данных моделях при движении сыпучего (его выпуске), — номер модели; — номер варианта модели;

)Р— средняя плотность сыпучего, кН/мз °

Н вЂ” высота сооружения, м; — скорость движения сыпучего, м/с;

V — объем силосной емкости,м,;

8 — угол заострения воронки; рад

E — - модуль упругости материала стенки силоса, М1а, f>- динамический коэффициент трения сыпучего о стенки .силоса

Р=1(Р ) — горизонтальное давление сыпучего на стенки, кН/м, F — - площадь внутренней поверхности стенок силоса, м .

Для нахождения оптимальных параметров из (1) необходимо определить значения.А;, В;, С и величину го1 ризонтального давления сыпучего P.

Коэффициенты А;, В,-, С; (1=1,2,3) определяют, используя действительные эпюры R,, полученные на моделях при движений сыпучего. Построение х действительных эпюр R. достигается т путем изменения (задания) на каждой из трех моделей не менее трех раз одного из ее параметров, например угла заострения воронки 8 .

Для нахождения P используют выражение

Р=Ен((ы„94»а 9+а )(Е уН) ° (»,9т+Ет9»Ь )»

»(Е/ЕН)»(С»9»С»9 С )), ттI

1110885 где коэффициенты а1, в.,с (i=1,2,3)

1У„ 1 определяют, используя действительные эпюры P., полученные эксперимен % тально на системе моделей при выпуске сыпучего. 5

Подставляя значения этих коэффициентов в выражение (2), получают выражение разрешающей универсальной функции для определения давления P на стенки натурного сооружения.

Таким образом, определив A., В,, 1

С;,и Р, становится возможным нахождение оптимальных значений параметров натурного сооружения из (1), используя условие минимизации 15

R>= min (3) Пример 1. Нахождение оптимальных значений угла заострения воронки 8,,при котором усилия в стен-Ю ках силоса при выпуске сыпучего были бы минимальными, если заданы V,H,y u

Е натурного сооружения.

Строят для выбранного типа сооружения три геомегрическиподобные моде- 25 ли разного масштаба (M„, И, М ) .

Определяют для моделей Й . (=1,2, 3) модули упругости материала их стенок Е; по известной методике.

Определяют скорость движения сыпу- 30 чего в моделях из выражения

v(",- н(н,/н, (e) при условии, чтобы в каждой модели создавалась скорость движения сыпучего, подобная скорости в натурном сооружении V. Формула (4) получена из закона подобия Фруда, имея в виду, что в натуре и в моделях движется одно и то же сыпучее.

Для каждой модели И; изменяют gp (задают) трижды величину угла. В например путем замены дна модели, и для всех вариантов экспериментально определяют значения R в процессе

1 выпуска сыпучего и строят по ним фЯ действительные эпюры

К1 =((В 11 1) (5)

1 i k

Используя значения R и известные

1 параметры моделей V,, К;, з-, Е, находят (предпочтительно на ЭВ(.1) численные значения коэффициентов А,, В1 н

С помощью лей(ствительных эпюр Р,, 1(I 1 эамеренных экспериментально известными моделями на системе моделей M определяют численные значения коэффициентов а,, в., с „(i.=1,2, 3), под ставляя которые в в)11ражение (2), получают выражение разрешающей универсальной функции для определения горизонтального давления P на стенки натурного сооружения.

Используя найденные значения А1, В., С и Р, иэ выражения (1) находят искомое оптимальное значение угла 8 для натурного сооружения, учитывая выражение (3) .

Пример 2. Нахождение оптимального значения для марки бетона стенок силосного сооружения при заданных в примере 1 параметрах натуры.

Проводят те же действия, что и в примере t.

Определяют скорости движения сыпучего в моделях по формуле н(н= vVs;/H, . (e) где j =1 2 3 — номер скорости в моделях.

Для каждой модели измеряют величину прогиба их стенок при выпуске сыпучего и строят эпюры действитель-, ных радиальных перемещений (прогиба)

WI стенок (7)

Используя значения W . .и известные

1 параметры моделей Н;, г, Е,, вычисляют численные значения коэффициентов А,, В,, С; (вычисления производят на Г>ЭСИ-4) .

Подставляя значения А., В., С в

3 выражения для универсальной функции, имеющей вид (ЩЯ Д f бА г +А -н-- + Я Г +8 Р +Ь )(где F<=U /уН вЂ” число Фруда, получают

z значейие разрешающей универсальной функции W. ,С помощью выражения (8) находят искомое оптимальное значение марки бетона при условии, что материал, уложенный в конструкцию, будет использован полностью. Численные расчеты показывают, что с изменением жесткости стенки натурного сооружения в выражении (8) изменение деформации от давления сыпучего по высоте силосного сооружения носит локальный характер. Это позволяет сделать вывод об учете локального влияния изменения жесткости на деформацию (прогибы) стенок силосов.

При назначении марки бетона силосы по высоте необходимо разбить на две зоны. Для нижней половины си10885

Составитель Г. Давлетова

Редактор Н. Киштулинец Техред О.Неце Корректор M. Шароши

° У

Заказ 6281/25 Тираж 697 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1 13035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал I1TII1 "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

S 11 лоса марку бетона следует принимать такой, как рекомендуют существующие нормы, а для верхней — марку бетона необходимо уменьшить и взять ближайшую промежуточную марку. Это позволяет не только эффективно использовать конструкцию при эксплуатапии, но и экономить цемент.

Аналогичным путем могут быть получены оптимальные значения и для других параметров силосных сооружений.

Предлагаемый способ позволяет определить оптимальные параметры научно обоснованно, уменьшить материалоемкость конструкций, эффективна испольэовать конструкции силосных сооружения при эксплуатации, повысить их надежность и долговечность, получать наибольшее количество сведений о работе конструкций при минимальных затратах.

)