筒倉儲料的特征高度是Janssen公式中影響筒倉儲料壓力計算準(zhǔn)確性的重要參數(shù),為了進(jìn)一步縮小筒倉儲料壓力的理論值與真實值之間的偏差,該研究對筒倉儲料的特征高度進(jìn)行試驗研究。該研究利用筒倉儲料壓力綜合試驗裝置,對小麥儲料堆的底部豎向壓力和倉壁總摩擦力進(jìn)行測量,并根據(jù)儲料堆的底部豎向壓力和倉壁總摩擦力與特征高度之間的關(guān)系計算得到特征高度的值。研究了整個儲料堆的特征高度與儲料填充高度的關(guān)系,探討了儲料堆內(nèi)部的特征高度與填充高度的關(guān)系以及儲料堆內(nèi)部的特征高度的分布規(guī)律。得到如下結(jié)論:1)筒倉儲料堆的特征高度的試驗值大于Janssen理論值。2)儲料堆的底部豎向壓力的測試值大于Janssen理論值,筒倉倉壁總摩擦力的測試值小于Janssen理論值。3)對于筒倉整個儲料堆的特征高度λ,當(dāng)高徑比H/D<0.9時,隨著儲料填充高度的增加而逐漸減小;當(dāng)高徑比H/D≥0.9時,特征高度λ值幾乎保持不變。4)對于儲料堆中不同半徑實心圓柱的特征高度,當(dāng)高徑比H/D<0.9時,均隨著儲料填充高度的增加而逐漸減小;當(dāng)高徑比H/D≥0.9時,隨著儲料填充高度的增加,半徑最大的圓柱（即整個儲料堆）的特征高... 

【文章來源】：農(nóng)業(yè)工程學(xué)報. 2020,36(15)北大核心EICSCD

【文章頁數(shù)】：10 頁

【部分圖文】：

筒倉儲料壓力綜合試驗裝置

為便于進(jìn)行描述，倉底各部分由中心向外側(cè)依次稱為中心圓盤、一環(huán)、二環(huán)和三環(huán)。倉底各圓環(huán)（盤）上的豎向力、豎向壓力以及倉壁總摩擦力的試驗測試值隨填充高度的變化如圖2所示。從圖2可以看出,隨著儲料填充高度的增加，儲料堆的底部豎向力和豎向壓力呈非線性增大并逐漸趨于穩(wěn)定；儲料堆的底部豎向壓力是非均勻分布的，相同填充高度下底部豎向壓力大致為中心大邊緣��；倉壁總摩擦力以較快速率增長。將作用在倉底各圓環(huán)（盤）上總的豎向力除以倉底面積得到儲料堆底部的平均豎向壓力。不同填充高度下儲料堆的底部豎向壓力的試驗測試值與Janssen理論值如圖3a所示。不同填充高度下倉壁總摩擦力的試驗測試值與Janssen理論值如圖3b所示。圖中對填充高度H進(jìn)行了無量綱化處理。

根據(jù)不同填充高度下倉壁總摩擦力的試驗測試值對公式（2）中的特征高度λ進(jìn)行擬合，得到特征高度的試驗測試值λ=0.75。利用儲料堆底部的平均豎向壓力數(shù)據(jù)擬合得到的特征高度與利用倉壁總摩擦力數(shù)據(jù)擬合得到的特征高度二者是相等的。從圖3b可以看出，倉壁總摩擦力的測試值與Janssen理論值是有差異的，且隨著高徑比H/D的增加二者的差值逐漸增大。當(dāng)高徑比H/D≥1.5時，筒倉倉壁總摩擦力的測試值與Janssen理論值二者相對偏差在6%以上；當(dāng)高徑比H/D=4.2時，筒倉倉壁總摩擦力的測試值和Janssen理論值分別為1.844和1.953 kN，二者相對偏差約為6%。文獻(xiàn)[17,32-33,42]研究結(jié)果表明如果不對糧倉做“摩擦動員”的后續(xù)處理,儲料壓力將明顯偏離Janssen理論值，這與本文結(jié)果基本一致。儲料堆的底部豎向壓力和倉壁總摩擦力的試驗測試值與Janssen理論值產(chǎn)生偏差的根本原因在于Janssen公式的假設(shè)與儲料實際受力情況不一致（圖4）。從特征高度λ的角度來看，隨著填充高度的增加，儲料與倉壁間有效摩擦系數(shù)未達(dá)到最大靜摩擦系數(shù)μmax的儲料與倉壁接觸面積進(jìn)一步增多，致使儲料特征高度的實際測試值λ大于Janssen理論值λ"，從而使儲料堆的底部豎向壓力和倉壁總摩擦力的測試值與Janssen理論值之間的差異越來越明顯。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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