仓内颗粒流动试验研究+文献综述(5)
为了模拟料仓内粉体受上层自重而密实的状态，剪切用试样先经密实处理，即先以一定大小的密实荷重恒定垂直施加于试样上，经过一定的时间以后，将密实荷重解除，此时试样已具备一定的密实强度。在比密实荷重较小的垂直荷重N的作用下进行剪切试样，并测得其剪切力S。在不同的荷重N下（每次荷重均小于密实荷重）对其它试样进行重复测定，对求得的N和S除以剪切环体的内截面积A就得到垂直应力N和剪切应力，于是得到屈服轨迹，如图1.6（a）所示。屈服轨迹经常是一条接近直线的曲线，并以轴上的截距C（表示物料的凝聚力）和它的钭率角（内摩擦角）来表示，即=tg．N+C,屈服轨迹的虚线部分表示张力I，系由粉体的张力仪测得。
图1.5 剪切试验仪
如果改变密实荷重，就可得到另一个不同的屈服轨迹。用不同的密实荷重可得到许多条屈服轨迹YL，如图1.6（b）所示。将这些屈服轨迹的终点连结起来为一直线，其钭率角‘，表示在不同预密切实条件下的破坏条件。
图1.6 屈服轨迹
1.4.3开放屈服强度和粉体的流动函数
（1） 开放屈服强度
料仓中的粉体处在一定的压力作用下，因此，具有一定的固结强度。当然，固结强度除取决于压力之外，还与温度，湿度以及压力的作用时间有关。如果卸料口形成了稳定的料拱，该料拱的固结强度，即物料在自由表面的强度就称为开放屈服强度。
如图1.7（a）所示，在一个筒壁无摩擦的，理想的圆柱形圆筒内，使粉体在一定的预加压应力1（称为固结主应力）作用下压实，然后，取去圆筒，在不加任何侧向支承的情况下，如果预压实的粉体不倒塌（图1.7（b））,则说明其具有一定的密实强度，这一密实强度就是开放屈服强度fc。倘若粉体试件倒塌了（图1.7（C）），则说明这种粉体的开放屈服强度fc=0。显然，开放屈服强度fc小的粉体，流动性好，不易结拱。
图1. 7 开放屈服强度
fc的确定方法：
由于自由表面上的止应力和剪应力均为零，这就相当于圆上的最小主应力3=0，剪应力=0；而最大主应力1=fc的应力状态。因此，通过坐标原点，并与屈服轨迹YL相切的莫尔圆中的1即为fc，如图1.8所示。相应的固结主应力1值可通过屈服轨迹YL终点相切的莫尔圆来确定。
（2） 流动函数
固结主应力1与开放屈服强度fc之间存在着一定的函数关系，Jenike将其定义为流动函数，即：
FF=
FF表征仓内粉体的流动性，当fc=0时，FF=，即粉体完全自由流动。也就是说，在一定的固结应力1作用下，所得开放屈服强度fc小的粉体，即FF值大者，粉体流动性好。流动函数FF与粉体流动性的关系见表1.1。
图1.8由莫尔圆确定fc和1
表1.1 散体流动性与流函数FF的关系
函数FF FF<2 2<FF<4 4<FF<10 FF>10
团聚性 强团聚性 团聚性 轻微团聚性 不团聚性
流动性 结拱 流动性差 流动性好 流动性好
1.4.4 有效屈服轨迹和内摩擦角
为便于数学处理，将与通过屈服轨迹终点的各莫尔圆相切的直线称为有效屈服轨迹EYL（见图1.8）。EYL的钭率角就称为有效内摩擦角。它与屈服轨迹终点的钭率角，之差约定5。。也就是说，可以采用EYL来表示不同预压状态下的破坏条件，其误差不大。