2.9.1. Определение геометрических параметров емкостей
Проектирование емкостей бункерно-силосного типа состоит в
определении их геометрических размеров, отвечающих ряду условий.
Этими условиями являются:
- соответствие геометрической вместимости бункера требуемому
объему размещаемого груза;
- отсутствие торможения частиц груза на наклонных стенках бун-
кера;
- беспрепятственный выпуск груза через разгрузочное отверстие
(отсутствие сводообразования над разгрузочным отверстием);
- обеспечение требуемой производительности по выдаче груза из
бункера.
Основные геометрические параметры бункеров приведены на
рис.2.102.
Вместимость прямоугольного бункера Vб, состоящего из верхней
части в форме параллелепипеда и нижней части в виде усеченной пи-
рамиды, определяется по формуле
Vб = а ⋅ b ⋅ h2 + h1(a ⋅ b + a ⋅ b ⋅ A⋅ B + A⋅ B) 3
1 , (2.18)
где А, В - размеры выпускного отверстия бункера, м.
Объем бункера цилиндрической формы, состоящего из цилиндра
в верхней части и усеченного конуса в нижней, находим по следующей
формуле:
144
1
2
1
2
1 2 2
2
1( 1 ))
3
V (1 h R R R R R h б = π + + +π , (2.19)
где R1 – радиус цилиндрической части емкости, м;
R2 – радиус выпускного отверстия, м.
Геометрические размеры бункера принимаются конструктивно, ис-
ходя из места его расположения на складе и выполняемых функций.
Углы наклона боковых стенок бункера αс, αс1 и ребра αр должны
быть проверены на отсутствие торможения груза:
tg f c α ≥ ; (2.20)
tgαр ≥ f ; (2.21)
0,5( a A)
tg h1
p −
α = ; (2.22)
c1
2
c
p 2 ctg ctg
tg 1
α + α
α = , (2.23)
где ƒ - коэффициент трения груза по стенкам бункера; при движении
груза по металлической поверхности рекомендуется принимать:
для угля, щебня, гравия, глины, земли ƒ=0,75...0,80; для мела,
цемента, муки, зерна, земли ƒ=0,60...0,75; при движении грузов
по бетонным стенкам бункеров указанные величины коэффици-
ентов трения следует увеличивать на 15...20 % .
b
a
h2
h1
αр
αс1
Β
Α
αс
Рис.2.102. Основные геометрические
параметры бункеров:
а – прямоугольного;
б – цилиндрического
а
R1
R2
h2
h1
б
145
Размеры выпускного отверстия бункера А и В должны быть дос-
таточными для обеспечения требуемой пропускной способности (про-
изводительности). Вместе с тем они должны исключать сводообразо-
вание (зависание) груза в бункере. Во избежание опасности резкого
обрушения больших масс груза через отверстия, а также утяжеления
затворов выпускные отверстия не должны быть излишне большими.
Для кусковых сыпучих грузов с типичной крупностью кусков αгр
наименьший размер выпускного отверстия бункера прямоугольной
формы составит:
A ≥ (4,0...5,5)агр . (2.24)
Для мелкокусковых и порошкообразных грузов размеры выпуск-
ных отверстий принимают в зависимости от пропускной способности
(производительности) бункера, но не менее 300...400 мм (обычно
500...600 мм).
Одним из наиболее важных параметров бункеров является про-
пускная способность (или производительность), которую можно рас-
считать по формуле:
б ист р Q = 3600⋅υ ⋅ γ ⋅w , т/ч, (2.25)
где υ ИСТ - скорость истечения сыпучего груза из выпускного отвер-
стия бункера, м/с;
γ - объемная плотность груза, т/м3;
wp - расчетная площадь выпускного отверстия бункера, м2; для
прямоугольного отверстия w (A a)(B a) р = − − , для круглого отвер-
стия 2
р w = 0,25⋅ π⋅ (D − a) .
Скорость истечения сыпучего груза из выпускного отверстия бун-
кера определяется по эмпирической зависимости, м/с:
υист =λ ⋅ 3,2⋅ g ⋅ R , (2.26)
где λ - коэффициент истечения; для сухих, хорошосыпучих грузов
λ=0,6; для кусковых материалов λ=0,4; для пылевидных и порош-
кообразных λ=0,22;
g - ускорение свободного падения, м/с2;
Rг - гидравлический радиус, м, определяемый по формуле
0
р
г P
w
R = , (2.27)
где Р0 - периметр выпускного отверстия бункера, м; P 2(A B) 0 = + .
