Напряжения в сыпучей среде

Большинство существующих промышленных процессов в химической и нефтехимической промышленности (реакторные процессы, массообменные и теплообменные процессы, процессы смешения газо-жидкостных и сыпучих сред и т. д.) — это процессы с низкими (малыми) параметрами (давлениями, скоростями, температурами, напряжениями, деформациями). В силу специфики целей и задач химической технологии здесь на передний план выступают процессы химической или физико-химической переработки массы. Поэтому при структурном упрощении обобщенных описаний, как правило, пренебрегают в первую очередь динамическими соотношениями (характеризующими силовое взаимодействие фаз и отдельных составляющих внутри фаз) или учитывают их косвенно при установлении полей скоростей фаз, концентрируя основное внимание на уравнениях баланса массы и тепловой энергии. Кроме того, в самих уравнениях баланса массы и энергии, наряду с чисто гидромеханическими эффектами (градиентами скоростей, эффектами сжимаемости, диффузии и т. п.), первостепенную роль играют [c.13]

Сопротивление сыпучей среды сдвигу обусловлено действием множества элементарных сил, направленных в сторону, противоположную сдвигающей силе. Суждение о величине "суммарной, силы сопротивления выводят на основе статистической оценки всей совокупности сил трения, способных сопротивляться сдвигу на поверхности возможного разрушения. Согласно общему принципу статистического учета напряжений, совокупное сопротивление трения, называемое внутренним трением, условно рассматривают как силу, непрерывно распределенную по поверхности возможного разрушения. Эта сила F является реакцией касательного напряжения т и выражается произведением [c.41]

Предельное напряженное состояние сыпучей среды наступает при максимальном значении функции [c.61]

С помощью модели дискретной сыпучей среды и теории вероятности получены формулы для расчета напряжений в некоторых простейших случаях действия внешних нагрузок. Однако на этой основе пока не удалось получить более точные решения задач механики грунтов или более удобные для практического применения расчетные формулы. Большинство исследователей применяют поэтому различные варианты модели сплошной среды. Вместе с тем результаты анализа схем передачи усилий в слое сферических частиц используются для разработки теории прессования порошков, расчета давления сыпучего материала на стенки емкостей и решения других задач. [c.73]

Гистерезис и память напряжений сыпучей среды. Так же, как и в механике сплошной среды напряжения в сыпучей среде в рамках плоской модели описываются уравнениями статики [c.8]

Напряжение сыпучей среды на разрыв. Поскольку это напряжение объясняется наличием сил молекулярного сцепления в точках контакта частиц, назовем его напряжением сил сцепления Осц. [c.12]

Напряжения в сыпучей среде [c.38]

Вместе с тем сыпучее тело рассматривается как статистическая дисперсная система, состоящая из отдельных частиц с неопределенными связями между ними. Последние характеризуются в каждой точке своими численными показателями по количественным результатам их совокупного действия. Понятие о напряжении в точке сыпучей среды является статистическим, выражающим некоторую осредненную схему распределения усилий и обезличивающим свойства отдельных частиц. [c.38]

Новая гипотеза прочности сыпучих сред, выдвинутая Мором, по существу представляет собой более глубокую разработку гипотезы касательных напряжений с учетом частичного погашения их силами внутреннего трения. [c.52]

В реальных условиях напряженное состояние сыпучей среды обычно характеризуется равенством двух главных нормальных напряжений, действующих по двум горизонтальным координатным осям (02 = стз)- При этом один из кругов пространственного графика, характеризующий напряженное состояние в горизонтальной плоскости, стягивается в точку, а два других круга, [c.52]

В общем случае пространственного напряженного состояния связной сыпучей среды [c.61]

Вторая группа задач, рассматриваемых в механике грунтов, охватывает расчеты устойчивости оснований и откосов земляных сооружений. Решение этих задач основано на строгой теории В. В. Соколовского, которая, однако, не учитывает сложные явления перехода реальной сыпучей среды в предельное напряженное состояние в условиях изменения ее объема. [c.73]

Размер отверстия, над которым образуется устойчивый свод, зависит от формы бункера и угла наклона стенок. Соотношение между главным напряжением 5 и прочностью сыпучей среды /с иллюстрируется графиками на рис. 58. Условие сводообразования выражается неравенством /с > 5. При /с < 5 устойчивый свод не образуется. Точка А определяет величину критического диаметра выпускного отверстия <1о. [c.102]

В предложенной нами модифицированной модели сыпучей среды рассмотрены средние статистические значения напряжений и допускается возможность нарушения сплошности в виде резкого уменьшения концентрации твердых частиц на границах между агрегатами. При этом условие совместности деформаций выполняется только по их средним статистическим значениям. [c.74]

Ниже описан разработанный автором метод расчета перераспределения напряжений, основанный на использовании второго постулированного свойства сыпучей среды. [c.75]

Строгое решение этой задачи возможно только в одном частном случае, когда сыпучая среда находится в предельном напряженном состоянии. Среди других путей анализа наиболее известно упрощение задачи на основе предположения о равномерном распределении вертикальных напряжений во всех горизонтальных [c.77]

Таким образом, сущность разработанного метода определения напряжений в движущемся слое сыпучей среды состоит в том, что на поле напряжений, характерное для неподвижного слоя, накладывается поле перераспределяющихся напряжений, обусловленных открыванием выпускного отверстия. Использование данного принципа основано на постулированном автором свойстве сыпучей среды, аналитическим выражением которого является соотношение (29). [c.78]

В табл. 9 приведены расчетные значения с для одного частного случая выпуска сыпучей среды, полученные с помощью уравнения (45). Эти данные показывают, что возникновение предельного напряженного состояния в центральной зоне способствует уменьшение при уменьшении р. Однако, как следует из формул (31) и (32), в этой зоне величина возрастает, что препятствует пластическому течению сыпучей среды и способствует образованию в ней сводовых структур. [c.82]

Изолинии главных напряжений и практически совпадают с изолиниями соответственно а. и а,, так как величина т , значительно меньше их значений. Это позволяет определить положение границы между зонами относительно больших и малых перемещений сыпучей среды. Линия АВ разделяет нижнюю часть слоя на центральную и периферийную зоны. В центральной зоне все вертикальные прямые, проведенные сверху вниз, проходят из области больших в область меньших, а в периферийной зоне — из области меньших в область больших значений ojo o- Поэтому справа от линии АВ образуется зона малоподвижной или полностью неподвижной среды, а слева от нее —область относительно большой скорости перемещений. Линии ОС и ОБ ограничивают переходную зону с наибольшими градиентами деформации. [c.83]

Изолиния (aj/fJz.o) = 0,9986, проходящая через точку F (см, рис. 49), определяет напряжение на границе зоны стока в начальный момент выпуска сыпучей среды. Величина о [c.86]

Характеристики процесса деформации сыпучей среды в аппарате зависят от ее плотности и распределения напряжений. Для исследования такого процесса в лабораторных условиях рекомендован метод центробежного моделирования. Другой метод, применяемый при исследовании деформаций и разрушений горных массивов, основан на испытании моделей из эквивалентных материалов. [c.97]

Если опыты проводят с одним и тем же сыпучим материалом, то при изменении ширины модели нарушается одно из условий геометрического подобия. Вместе с тем, поскольку при изменении крупности частиц изменяются механические свойства сыпучей среды, вопрос о геометрическом подобии заслуживает особого рассмотрения. В применении к деформируемым твердым телам в некоторых случаях отступают от обычной формулировки подобия, предусматривающей пропорциональность напряжений. [c.97]

Другой способ учета снижения прочности сыпучей среды в условиях выпуска из емкости предусматривается теорией перераспределения напряжений. [c.110]

Распределение напряжений, свойственное движущейся сыпучей среде, возникает и в неподвижном зернистом слое, если про- [c.117]

Возможность такого подхода к анализу сложного процесса деформации сыпучей среды обусловлена тем, что в данном случае компоненты напряжения ст , и каждой точке считаются известными, так как они независимо определяются формулами (38)—(40). [c.124]

Недостаток метода состоит в том, что он приводит к монотонному полю деформаций сыпучей среды без скачка скорости на границе с зоной стока. Этот недостаток можно устранить, если ввести в уравнения (38)—(40) компоненты вектора дополнительного напряжения, отражающего действие распорной структуры в области основного динамического свода. Однако и без этих уточнений уравнения (38) и (39) позволяют объяснить многие особенности движения сыпучих материалов, в частности аномальную величину угла динамического откоса , образование зоны избыточного давления при выпуске сыпучего материала из аппарата с верхней уравнивающей гидравлической трубкой, возрастание давления при эксцентричном выпуске, эффективность продольного перемешивания, особенности поля скоростей при выпуске гранулированного теплоносителя из слоя переменной высоты и др. [c.124]

На основе предложенной автором модифицированной модели сыпучей среды выявлены закономерности формирования поля напряжений и деформаций, используя которые удалось объяснить особенности движения зернистых материалов в аппаратах и бункерных устройствах. [c.175]

В строительной механике и других смежных областях на основе теории упругости проводятся широкие исследования влияния подпорных стенок на напряженное состояние сыпучих сред, связанные с деформациями и перемещениями частиц от действия собственного веса и различного рода нагрузок. Аналогичные процессы происходят и с катализаторами в объеме слоя, частицы которого от действия вышележащих слоев и перепада давления [c.94]

В уравнениях (1-3) — (1-5) Ог, Ок, т —нормальные и касательные напряжения по соответствующим координатам, Па рд — плотность частиц сыпучей среды, кг/м то — начальное сопротивление сдвигу, Па фу — угол внутреннего трения уплотненной сыпучей среды. [c.8]

Сформулируем это свойство, предварительно обозначив напряжения. Будем считать, независимым а — то главное напряжение, которое мы создаем, а зависимым а" — то главное напряжение, которое создается сыпучей средой. Итак, если одно главное нормальное напряжение а изменяется независимо, а другое а" зависимо, то [c.11]

Упрощенная модель сыпучей среды. В практических задачах, связанных с определением давления материала на стенки сосудов, с достаточной точностью может быть использована упрощенная модель сыпучей среды [2, 5]. В этой модели принимают, что напряжения, действующие параллельно оси сосуда и перпендикулярно к ней, являются главными нормальными напряжениями. [c.12]

Уравнение состояния дисперсной фазы (1.42) отражает тот факт, что с ростом уплотняющего напряжения а, увеличивается насыпная плотность материала. Подобную характеристику состояния сыпучей среды называют компрессионной [1,2. [c.17]

Последние три условия вытекают из уравнений (1.18) и (1.19), пределяющих свойство сыпучей среды запоминать напряжения. [c.59]

На рис. 1.1 рассмотрено равновесие частицы на свободной поверхности сыпучей среды под действием ее веса Р. Разложение возникающего напряжения на нормальную и касательную составляющие показывает, что когда угол наклона поверхности а станет равным предельному значению фо, определяемому из условия [c.14]

Для информационного и программного обеспечения указанных систем ГАМ возникла необходимость решения многих новых научных проблем и в том числе динамической теории механики твердых дисперсных сред, более обобщенной по сравнению со статикой сыпучих сред и учитывающей изменение напряженного состояния и деформаций среды во времени под действием переменных внешних воздействий. [c.64]

Практическое использование метода Дженике связано с затруднением, обусловленным недостаточной изученностью поля напряжений в движуш,ейся сыпучей среде. [c.103]

Таким образом, сыпучая среда, для которой в работе Дженике указаны значения ф = 30° и 0 = 15°, соответствует сыпучей среде автора при ф = 30° и V > 10. В последней не учитывается сцепление, что согласуется с выводом, согласно которому связные сыпучие материалы не воспринимают сдвиговые напряжения при о = О во время движения в аппарате. Указанное снижение прочности сыпучей среды компенсируется условной заменой угла внутреннего трения ф так называемым эффективным углом внутреннего трения б (рис. 65). Метод определения этого угла состоит в том, что предварительно консолидированный (при о ) образец испытывают на сдвиговом приборе при возрастающих значениях (т > о (кривая О В . [c.109]

При разработке метода расчета земляных сооружений используют условие отсутствия растягивающих напряжений во всех точках массива. Методом последовательных приближений определяют эквивалентную систему соединенных между собой стержневых элементов, причем каждый из них работает только на сжатие. В предложенной нами модифицированной модели сыпучей среды указанное условие выражено аналитически, оно может быть применено к сложным процессам деформации квазисплошных твердых тел. [c.112]

По данным работы Пипера и Вентцеля, среднее по всей окружности стенки боковое давление при выпуске всего в 1,3 раза больше статического давления по Янсену. Однако эти данные оставляют скрытыми локальные возрастания давления, особенно на уровне пересечения динамической насыпи со стенкой силоса (см. гл. И). Дальнейшее совершенствование норм расчета силосов требует привлечения результатов теоретического анализа напряженного состояния сыпучей среды внутри слоя и на его границах. [c.119]

Зернистый слой, состоящий из одинаковых частиц катализатора, является частным видом сыпучей среды и обладает сложными реологическими свойствами. Деформации зернистого слоя необратимы и не определяются однозначно действующей на слой нагрузкой, а зависят от всей предыстории нагружения слоя. Наиболее существенно это проявляется в том, что зернистая среда ведет себя совершенно но-разному в зависимости от того, увеличивается или уменьшается действующая на нее нагрузка. В частности, зернистая среда вообще не держит растягивающих напряжений и хорошо помнит испытанную ею максимальную сжимающую нагрузку. Особенностью деформирования зернистых сред, имеющей существепиое значение для ирименения их в хи- [c.54]

Причина подобного гистерезиса напряжений в сыпучей среде заключается в наличии сил трения между частицами. Именно по этой причине может возникнуть неопределеиность в решении задачи в рамках ее традиционной постановки. В рассмотренном примере Ох = onst в пределах изменения Ог от az(A) до аг В). И мы не сможем определить точное значение Oz при известном Ох, не зная предыстории формирования сыпучей среды. В рамках известной теории можно определить только предельные значения Сг. [c.11]

Таким образом, здесь обнаруживается такое фундаментальное свойство сыпучей среды, как шамять напряжений. Любое динамическое воздействие, приложенное к сыпучей среде, не проходит бесследно для нее, запоминается ею до предела насыщения информацией, выраженной через напряжения. Предел этой информации определяется физико-механическими свойствами зернистой среды. [c.11]

В непродуваемом насыпанном зернистом слое частицы давят друг на друга своей массой. На свободной же наружной поверхности при засыпке возникает угол естественного откоса фц. Для сыпучей среды с насыпным удельным весом 7 = в условиях равновесия нормальное напряжение сжатия Oj в слое возрастает с глубиной dz < 0) на величину, равную массе вышележащ,его слоя, т. е. [c.14]

Сыпучая среда характеризуется предельным напряжением сдвига Тпред, выше которого начинается взаимное скольжение слоев и нарушается структура слоя. Возрастание т ред с увеличением напряжения сжатия описывается соотношением [c.14]

Появление высокопроизводительного технологического оборудования в виде роторных и роторно-конвейернъгх линий, скоростных модульных агрегатов, работающих в условиях гибких автоматизированных производств, использование высокоэнергетических конденсированных веществ потребовало решения многих новых научных проблем по расчету основш.1х технических параметров такого оборудования. В резулыате возникла необходимость в создании динамической теории механики твердых дисперсных систем, более обобщенной по сравнению со статикой сыпучих сред и учитывающей изменение напряженного состояния и деформаций среды во времени под действием переменных внешних воздействий. [c.36]