仓内颗粒流动试验研究+文献综述(2)
料仓只是贮存物料的容器的一种，按贮存物料的容积及目的，贮存物料的容器一般分为以下三种：①筒仓:较长时间贮存为目的的大型容器，多数距地面较近；②料仓:较短的临时贮存为目的，是兼有象料斗那样可调节供料量的容器，其形状、大小任意，一般由钢筋混凝土或钢板制成；③料斗（下料斗）:贮存不是其目的，而是按照出料口直径使物料的流量控制一定，并改变物料的流向，使物料能顺利地进入下道工序为其目的，一般由钢板制成。
1．2 料仓内颗粒流动的研究意义
长期以来，料仓研究的内容一直都是容量和结构强度两个方面，而对于仓内物料的流动方式、流动状态及流动规律的研究还远远不够，但在料仓中经常碰到各种问题如：仓内粉体流动不稳定，时快时慢甚至结块堵塞；中央穿孔而周围物料停滞不动；料仓中物料一下子全部卸出，很快流出，产生冲击流动；出现物料分离等等。这些无疑都将会影响料仓作用的充分发挥，造成了生产质量的不稳定，给生产带来危害。物料能否稳定均匀分配进料是个关键问题，其进料状况将直接影响工艺与工程结果，甚至关系到过程安全等[1-2]，故研究仓内颗粒的流动情况具有重要意义。近年来，随着对粉体力学研究的深入，为料仓中粉体的流动的研究提供了基础，因而，在现在的料仓研究中将料仓中物料的流动作为主要的内容。
1．3 仓内物料流动形式分类
在20世纪40-50年代，苏联的塔赫塔耶夫（S.G.Takhtamishev）、基姆（V.S.Kim）与法国的仓勃脱（M.Suqita）等研究者指出，料仓内流动大致可以分为动力型与非动力型（也称为整体流动和中心流）两种流动形式。此后，美国的詹尼克（A.M.Jenike）等将料仓的流动类型区分为四种[2]（如图1.1所示）：
1）整体流：是指当料仓内任何一部分运动时，整个仓内的全体物料也在运动。虽然，收缩区的颗粒要比其它部位的颗粒流动得快些，但是它们终归都处于运动中，在物料与仓壁之间也产生相对的运动。卸料速率稳定，卸料密度均匀，引起仓壁侧压力急剧地增加，这一类型的流动又称为动力型流动。
2）漏斗流：漏斗流表示发生在料仓中心的流动状态，只有料仓中心的物料在运动着。卸料时仅卸料口以上一定范围内的仓料呈漏斗状流动，仓内存在死料区，卸料速率不稳定，卸料密度不均匀，卸料顺序为先进后出。
3）管状流：卸料时仅中心部分的仓料在流动，周围的仓料停滞不动。管状流属于漏斗流的一种，仓壁的贮料压力基本接近静态压力的数值。因此漏斗流和管状流又统称为非动力流。
4）扩散流：是整体流动的一种变异形式，即在下部为整体流，通过扩散使上部也进入整体流。
图1.1 四种流动形式
以整个过程来看，整体流导致了“先进先出”，它还能把在装料时发生过粒度分离的物料重新混合。在整体流的情况下不会发生管状穿孔，而且整体流的流动均匀而平稳，仓内没有死角，但是需要陡峭的仓壁而增加了料仓的高度，具有磨损性的物料由于沿着仓壁滑动而增加了对仓壁的磨损。
而漏斗流虽然对仓壁的磨损较小，但造成先加进的物料后流出即“先进后出”的后果，引起物料分离；大量死角的存在减少料仓的有效容积，有些物料在仓内一停就是好几年，这对贮存期间会发生变质的物料是极为不利的；而且卸料速度极为不稳定，易产生冲击流动。漏斗流是一种有碍生产的仓内流动形态，而整体流才是料仓中理想的流动形式。因此，料仓设计必须满足整体流的要求才是理想的。