Vestnik of Kazan State Agrarian University Vestnik of Kazan State Agrarian University Вестник Казанского государственного аграрного университета 2073-0462 6465 10.12737/12060 Технические науки Технические науки JUSTIFICATION OF HOPPER’S BOTTOM PROFILE WITH SIDE OUTLET, ENSURING STABLE AND COMPLETE OUTFLOW OF THE GRAIN Обоснование профиля днища бункера с боковым выпускным отверстием, обеспечивающего устойчивое и полное опорожнение бункера Тимолянов Константин Андреевич Timolyanov Konstantin Андреевич boltik90@rambler.ru Савенков Дмитрий Николаевич Savenkov Dmitriy Николаевич savenkov-dstu@yandex.ru 21 07 2015 21 07 2015 10 2 82 86 https://naukaru.ru/en/nauka/article/6465/view

В работе проанализированы параметры сводообразующего сечения и его влияние на сводообразование. Выявлена зависимость оптимального профиля днища бункера с боковым выпускным отверстием, обеспечивающего более устойчивое истечение в условиях динамического сводообразования. Получена функция, описывающая кривую профиля днища в зависимости от оптимальных параметров.

During the outflow of the bulk material from the hopper, the particles interact with each other, the walls of hopper, forming a so-called arches. Arching is a common phenomenon at the end of bulk materials. A large number of authors fight against arches, a lot of theories and models were designed. The use of arch destroyers is the most effective way to combat by arching process. The parameters of such devices are calculated on existing methods, where the frequency and impact on the bulk material is selected. Constructions for arch destroying are a large number, but each is present lack of expressed in constant maintenance and outer energy consumption. Therefore, an optimization of the hopper parameters, under arch creating conditions, at the design stage, is an urgent task for the theoretical description. In the analysis of the hopper with a side outlet, it was established, that the arches are formed in the least section, during the movement of bulk material. Such a section is called arch-making section. If arch-making section is too small, relative to the diameter of the bulk material, a static arch will formed, and the outflow will be terminated. To continue outflow can be only if you deduced an arch from the equilibrium state by external forces. This paper proposes a curved profile of the bottom profile so as to increase the height of arch-making section, retaining a predetermined pitch, thereby reducing the impact of the arch, keeping the specified feed of grain material. It was revealed that due to the new profile of the bottom at the lowest feeds of bulk material, more stable expiration is observed.

зерновой бункер с боковым выпускным отверстием профиль днища устойчивое истечение. grain hopper with a side outlet the bottom profile sustainable expiration.

В сельскохозяйственном производстве используются бункера различных форм. Нередко используются бункера с боковым выпускным отверстием, например в воздушных и решетчатых сепараторах, дозирующих устройствах, мельницах и т.д. Истечение зернового материала в любых бункерных устройствах сопровождается образованием сводов, препятствующих равномерному движению зернопотока. Проблемой устранения образования сводов занимались Надеждин В. А., Цытович И.Н., Гячев Л. В., Кунаков В. С., В. А. Богомягких [1-5] и др. Все они утверждают, что сводообразование является неотъемлемой частью процесса истечения сыпучих материалов, негативно влияющие на функционирование бункеров.На формирование сводов оказывают влияние физико-механические свойства сыпучего материала и параметры самих бункерных установок. Если физико-механические свойства сыпучего материала изменить не удается, то уменьшение отрицательного воздействия сводов возможно путем правильного, научно обоснованного выбора формы и размеров бункеров.Целью работы является обоснование профиля днища бункера с боковым выпускным отверстием, обеспечивающего устойчивое истечение и полное опорожнение бункера.Условия, материалы и методы исследований.  В работе принята комбинированная модель зернового материала, обладающая следующими основными свойствами:– на первом этапе рассматривается дискретная модель. Зерна выбраны в виде невесомых шаров одинакового диаметра. Трение зерен между собой и стенками бункера определяются по закону Кулона:– на втором этапе зерновой материал рассматривается как сплошная несжимаемая среда. Истечение зернового материала является стационарным и к нему применима теорема о неразрывности потока.В данной работе для бункера с боковым выпускным отверстием предлагается использовать профиль днища, представленный на рис. 1. Принято, что предлагаемый профиль днища разбит на три участка: два прямых и один криволинейный с определенным радиусом кривизны: 

Надеждин В.А., Распределение давлений в сыпучих телах / В. А. Надеждин // Мукомольно-пищевая промышленность, 1981. - №1- С. 109-131. Nadezhdin V.A., Raspredelenie davleniy v sypuchikh telakh / V. A. Nadezhdin. Mukomol´no-pishchevaya promyshlennost´, 1981. - №1- S. 109-131. Цытович И.Н., Механика грунтов / И.Н. Цытович. - М., 1963. - 219 с. Tsytovich I.N., Mekhanika gruntov / I.N. Tsytovich. - M., 1963. - 219 s. Гячев Л.В., Основы теории бункеров / Л.В. Гячев. -Новосибирск: Изд-во Новосибирского университета, 1992. - 311 с. Gyachev L.V., Osnovy teorii bunkerov / L.V. Gyachev. -Novosibirsk: Izd-vo Novosibirskogo universiteta, 1992. - 311 s. Кунаков В. С. К вопросу движения связанного сыпучего материала в бункерах сельскохозяйственного назначения / В. С. Кунаков; РИСХМ. - Ростов н/Д, 1985. - 16 с. Kunakov V. S. K voprosu dvizheniya svyazannogo sypuchego materiala v bunkerakh sel´skokhozyaystvennogo naznacheniya / V. S. Kunakov; RISKhM. - Rostov n/D, 1985. - 16 s. Богомягких В. А. Определение зоны повышенных давлений в бункерах и силосах / В. А. Богомягких, В. Г. Ялтанцев, В. А. Зыков // В кн.: Механика деформируемых систем в сельхозмашиностроении. - Ростов-на-Дону: РИСХМ, 1974. - С. 97-107. Bogomyagkikh V. A. Opredelenie zony povyshennykh davleniy v bunkerakh i silosakh / V. A. Bogomyagkikh, V. G. Yaltantsev, V. A. Zykov. V kn.: Mekhanika deformiruemykh sistem v sel´khozmashinostroenii. - Rostov-na-Donu: RISKhM, 1974. - S. 97-107. Кунаков В.С., Савенков Д.Н., Тимолянов К.А. Энергетический баланс при гравитационном истечении зернового материала из бункера с боковым отверстием // Вестник Донского государственного технического университета. 2013. - №7/8. - С.97-105. Kunakov V.S., Savenkov D.N., Timolyanov K.A. Energeticheskiy balans pri gravitatsionnom istechenii zernovogo materiala iz bunkera s bokovym otverstiem. Vestnik Donskogo gosudarstvennogo tekhnicheskogo universiteta. 2013. - №7/8. - S.97-105.