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筒仓设计时,动态压力作为一个重要设计因素。在中国规范中,浅圆仓设计时往往不考虑其动态压力的影响。但随着其高度不断增加,尤其是高径比大于1.0的大直径浅圆仓,卸料时会产生较大的动态压力,造成筒仓失稳。本文依托国家自然科学基金面上项目(51578216)“基于能量转换的筒仓侧压力机理研究”,提出了一种带有双侧流槽的新型浅仓。采用模型试验和数值模拟方法对该仓进行动态压力研究及流态分析,并与普通双侧壁卸料浅仓和中心卸料浅仓进行对比。验证该新型浅仓在减小动态压力及改善流态方面的作用。具体研究内容如下:首先,依据郑州市中牟县农业科技园双侧壁卸料浅仓项目,提出并制作带流槽双侧壁卸料浅仓缩尺模型,同时制作了普通双侧壁卸料浅仓缩尺模型和中心卸料浅仓缩尺模型。测定三种工况的水平侧压力,将其与理论值进行对比,验证试验的准确性。对比三种工况的动态压力及超压系数,并分析最大超压点位置的分布规律。结果表明,中心卸料时,最大超压系数达到2.35,位置处于仓体7/11深度处。普通双侧壁卸料和带流槽双侧壁卸料时,最大超压系数分别为1.6和1.43,位置处于仓体1/11-2/11深度之间。其次,根据偏心卸料规范,分析了侧壁卸料时压力耳朵区域、静止区域及流动区域的动态压力。结果表明,普通双侧壁卸料和带流槽双侧壁卸料时,其压力耳朵区域的最大超压系数分别为1.6和1.43,静止区域的最大超压系数为1.44和1.22,压力耳朵区域的超压更明显。然后,应用离散元软件(PFC3D)建立带流槽双侧壁卸料浅仓数值模型,模拟静态和动态侧压力,并与试验结果和理论计算值进行对比,验证数值模型的正确性。结果表明,底座以及底座与筒壁的接触设定对数值模型仓的侧压力有一定影响。数值模型仓测定的最大超压系数为1.42,位置处于仓体2/11深度处,数值模拟的超压曲线与试验结果相吻合。最后,分析三种工况的卸料流态,应用离散元软件(PFC3D)进行卸料数值模拟,并与试验流态进行对比,应用动态拱理论分析贮料流态与动态压力的关系。结果表明,中心卸料时,卸料初期为整体流动,当贮料下降至仓体6/11深度处时,整体流动转变为管状流动,整体流动持续时间约占整个卸料过程的5/12。两种侧壁卸料工况整体流动持续时间比较短,约占整个卸料过程的1/8~1/7,两种侧壁卸料工况在管状流动时,仓内存在明显的流动区域和静止区域。整体流动时,仓壁受到的动态压力大于管状流动和漏斗流动时的动态压力。