Способ определения параметров силосов

ССЮЭ СОВЕТСНИХшиднинпаРЕСПУБЛИХ зсю Е 04 Н 7 22 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ гд ая тео техни т, 194 А 1 циенты, определяемыествительным эпюрамолученным на данныхх, при движении сыпуего выпуске),модели;варианта коэффи по дей (к), пмоделя чего ( номер номер средня кН/м модели;ть сыпучего,отн Н - У -сот м ния сыпуч скоростм/с;объемугол з сной емкости,м;рения воронки,сил аос рад;модуль упстенки сидинамичестрения сыпсилосагоризонталпучего наплощадь вверхности угости материл оса, МПа;ий коэффициент учего о стегки(56) 1. Власов В.З. Общ рия оболочек и ее применение в ке. М,-Л., Гостехтеоретизда 9, 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, о т л и ч а ю щ и й с я 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 Гудельное сопротивление движению сыпучего, вызванное формой конструктивного решения силоса;885 где 1 1110Изобретение относится к строительству, в частности к сооружениям для хранения сыпучих материалов, и может быть применено в различных отраслях народного хозяйства где при решении механ5 нических задач необходимо определить оптимальные параметры конструкции.Известны способы определения пара-,. метров силогов путем моделирования, заключающиеся в схематизации реальной работы силосных сооружений, приводящей к их математическим моделям, причем силосные сооружения рассматривают как систему замкнутых оболочек, находящихся под действием радиальной нагрузки15 от сь 1 пучего, распределенной по поверхности по заданному закону, а для расчета используют уравнения оболочки Г 13Способы позволяют определить дефор 20 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 З 5 ним определяют искомые параметры натурного сооружения, используя критерии подобия 2. 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. 50Цель 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 изменения искомых величин от действия давления сыпучего, причем искомые параметры силоса определяют из следующегосоотношения 77н : Х-" + нн,е+н,)( )(н нн,нв,1.,к - +С О+С в+СРЗГ,Гк - удельное сопротивление движению сыпучего, вызванноеформой конструктивногорешения сооружения,А;, ВС; - коэффициенты, определяемыепо действительным эпюрам(к), полученным на данныхмоделях при движении сыпучего (его выпуске),- номер модели;- номер варианта модели;н - средняя плотность сыпучего,кН/мзН - высота сооружения, м;Ч - скорость движения сыпучего,м/с;Ч - объем силосной емкости,м,;8 - угол заострения воронки;радЕ - модуль упругости материаластенки силоса, МПа,Г - динамический коэффициенттрения сыпучего о стенки.силосаР=1 Р - горизонтальное давлениесыпучего на стенки, кН/м,Р - площадь внутренней поверхности стенок силоса, м.Для нахождения оптимальных параметров из (1) необходимо определитьзначения А;, В;, С и величину го 1ризонтального давления сыпучего Р.Коэффициенты А;, В С; (1=1,2,3)определяют, используя действительные эпюры К полученные на моделяхпри движений сыпучего. Построениехдействительных эпюр К, достигаетсяпутем изменения (задайия) на каждойиз трех моделей не менее трех разодного из ее параметров, напримеругла заострения воронки 9 .Для нахождения Р используют выражение р:н( 9 69+а Иен) )ън+вЬ ) х)е)унсн с 9+с , (2где коэффициенты а 1, в.,с (1=1,2,3)1 н 1 определяют, используя действительные эпюры Р., полученные эксперимен-%тально на системе моделей при выпуске сыпучего. 5Подставляя значения этих коэффи" циентов в выражение (2), получают выражение разрешающей универсальной функции для определения давления Р на стенки натурного сооружения.Таким образом, определив А., В1 С;,и Р, становится возможным нахождение оптимальных значений параметров натурного сооружения из (1), используя условие минимизации 15К,= ппп (3) П р и м е р 1, Нахождение оптимальных значений угла заострения воронки 9, при котором усилия в стен.Ю ках силоса при выпуске сыпучего были бы минимальными, если заданы Ч,Н, и Е натурного сооружения.Строят для выбранного типа сооружения три геомегрическиподобные моде ли разного масштаба (М, М, М),Определяют для моделей. М . (1=1,2, 3) модули упругости материала их стенок Е, по известной методике.Определяют скорость движения сыпу чего в моделях из выраженияИ" чГн;/н , /6)при условии, чтобы в каждой модели создавалась скорость движения сыпучего, подобная скорости в натурном сооружении Ч. 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 М; изменяют 4 О (задают) трижды величину угла. Внапример путем замены дна модели, и для всех вариантов экспериментально определяют значения В в процессе1выпуска сыпучего и строят по ним 45 действительные эпюрыВф =г В 1 (5)1Используя значения В и известные1параметры моделей Ч;, К.з, Е , находят (предпочтительно на ЭВМ) численные значения коэффициентов АУС помощью действительных эпюр Р% 1 эамеренных экспериментально известными моделями на системе моделей М определяют численные значения коэффициентов а в;, с (1,=1,2, 3), под- ставляя которые в вйражение (2), получают выражение разрешающей универсальной функции для определения горизонтального давленйя Р на стенки натурного сооружения.Используя найденные значения А 1, В С и Р, иэ выражения (1) находят искомое оптимальное значение угла 6 для натурного сооружения, учитывая выражение (3).П р и м е р 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 1.Определяют скорости движения сыпучего в моделях по формуле99- ч)/н 1/н, (6) где 3 =1,1,3 - номер скорости в моделях.Для каждой модели измеряют величину прогиба их стенок при выпуске сыпучего и строят эпюры действитель-, ных радиальных перемещений (прогиба) 1/ стенок(7)Используя значения У, и известные1параметры моделей Н;, у, Е вычисляют численные значения коэффициентов А В С; (вычисления производят на ГЭСМ) .Подставляя значения А., В., С в1 ф )ф 3 выражения для универсальной функции, имеющей вид Ф-Н АРА Г+4 ВГ 8 Г В л где 1/=У /уН - число Фруда, получаютзначейие разрешающей универсальнойфункции У.,С помощью выражения (8) находятискомое оптимальное значение маркибетона при условии, что материал,уложенный в конструкцию, будет использован полностью. Численные расчетыпоказывают, что с изменением жесткости стенки натурного сооружения в выражении (8) изменение деформацииот давления сыпучего по высоте силосного сооружения носит локальныйхарактер. Это позволяет сделатьвывод об учете локального влиянияизменения жесткости на деформацию(прогибы) стенок силосов,При назначении марки бетона силосы по высоте необходимо разбитьна две зоны. Для нижней половины сиЗаказ 6281/25 Тираж 691Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 1 13035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 45Филиал ППП "Патент", г. ужгород, ул. Проектная, 4 5 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 длядругих параметров силосных сооружений. Предлагаемый способ позволяетопределить 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 конст рукций при минимальных затратах.