Книги по разным темам
Pages: | 1 | ... | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | ... | 30 | Гидравлические вяжущие вещества твердеют и длительное время сохраняют прочность (или даже повышают ее) не только на воздухе, но и в воде. По своему химическому составу гидравлические вяжущие вещества представляют собой сложную систему, состоящую в основном из соединений четырех окислов: СаОЧSiO2ЧАl2О3Ч Fe2О3. Эти соединения образуют три основные группы гидравлических вяжущих веществ: 1) силикатные цементы, состоящие преимущественно (на 75%) из силикатов кальция; к ним относится портландцемент и его разновидности Ч главные вяжущие вещества современного строительства; 2) алюминатные цементы, вяжущей основой которых являются алюминаты кальция; главным из них является глиноземистый цемент и его разновидности; 3) гидравлическая известь и роман-цемент.
Вяжущие вещества автоклавного твердения Ч это вещества, способные при автоклавном синтезе, происходящем в среде насыщенного водяного пара, затвердевать с образованием прочного цементного камня. В эту группу входят: известково-кремнеземистые, известково-зольные, известково-шлаковые вяжущие вещества, нефелиновый цемент и др.
1.3. Общие сведения о бункерах и бункерных устройствах Бункер - это емкость для хранения и самотечной разгрузки сыпучих грузов, имеющая малую глубину по сравнению с размерами в плане (рис.1.10). Глубина Н вертикальной части обычно меньше максимального размера бункера в плане D (в 1,5Е2 раза). Выпускные отверстия бункеров часто перекрываются затворами для частичного или полного прекращения истечения материала при гравитационном опорожнении бункеров. Последние имеют несколько разновидностей, отличающихся, как правило, по размерам и назначению (приемные, отпускные и промежуточные бункера, силоса). Схема расположения таких емкостей на производстве представлена на рис.1.11.
Емкости длительного хранения H Приемные Отпускные бункера бункера Промежуточные бункера различного назначения D Рис.1.11 Схема расположения технологических емкостей Рис. 1.10. Схема бункера Приемные бункера предназначены для приема сыпучих грузов из транспортных средств, компенсируя неравномерность подачи в склад или в технологическую линию, поэтому размеры бункера должны обеспечивать достаточный фронт разгрузки.
Промежуточные бункера служат для операций, связанных с хранением и отпуском груза внутри производственно-технологических линий. К ним относятся емкости, обеспечивающие длительное хранение силоса, а также операции сушки, дозирования, смешивания и др.
Силоса имеют цилиндрическую или призматическую форму, отношение высоты стенки Н к наименьшему размеру D поперечного сечения равно двум и более (см. рис.1.10). Однако высота их ограничивается несущей способностью грунта и не превышает 30 м. Зарубежные стандарты допускают возведение силосов высотой 40Е60 м. В соответствии с этим, они компонуются в силосные корпуса по 20Есилосов. Материалом для их изготовления служит железобетон и сталь, реже - кирпич, дерево и стекловолокно.
Отпускные бункера используются для накопления, кратковременного хранения и отгрузки сыпучего груза в тару и транспортные средства.
Все вышеперечисленные разновидности емкостей оснащаются приспособлениями и механизмами, обеспечивающими стабилизацию их функционирования. К последним относятся загрузочные приспособления, затворы, питатели, активные и пассивные побудители истечения. Классификация емкостей для сыпучих грузов в стационарном исполнении с разновидностями бункерных приспособлений представлена на рис.1.12.
БУНКЕРА И БУНКЕРНЫЕ УСТРОЙСТВА ПО ЖЕСТКОСТИ КОРПУСА ЖЕСТКИЕ ПОЛУЖЕСТКИЕ ПО ФОРМЕ ЦИЛИНДРИЧЕСКИЕ ПРИЗМАТИЧЕСКИЕ КРИВОЛИНЕЙНЫЕ КОНИЧЕСКИЕ ПИРАМИДАЛЬНЫЕ СОСТАВНЫЕ ПРЯМОУГОЛЬНЫЕ МНОГОУГОЛЬНЫЕ ПО РАСПОЛОЖЕНИЮ ВЫПУСКНОГО ОТВЕРСТИЯ ДОННЫЕ СИММЕТРИЧНЫЕ АСИММЕТРИЧНЫЕ БОКОВЫЕ ПО ФОРМЕ ВЫПУСКНОГО ОТВЕРСТИЯ КРУГЛЫЕ МНОГОУГОЛЬНЫЕ ЩЕЛЕВЫЕ ПО ПРИНЦИПУ ВЫГРУЗКИ ГРАВИТАЦИОННЫЕ ПРИНУДИТЕЛЬНЫЕ КОМБИНИРОВАННЫЕ ПО ВИДУ ВСПОМОГАТЕЛЬНОГО ВЫГРУЗНОГО УСТРОЙСТВА ПАССИВНЫЕ АКТИВНЫЕ ПО ВИДУ ВОЗДЕЙСТВИЯ СВОДООБРУШИТЕЛЯ НА ГРУЗ МЕХАНИЧЕСКОЕ ВИБРАЦИОННОЕ ПНЕВМАТИЧЕСКОЕ ПО РЕЖИМУ РАБОТЫ СВОДООБРУШИТЕЛЯ НЕПРЕРЫВНОГО ДЕЙСТВИЯ СЕЛЕКТИВНОГО ВКЛЮЧЕНИЯ ПО ДИАПАЗОНУ ПРИМЕНЕНИЯ ЛОКАЛЬНО ВО ВСЕЙ ПОЛОСТИ ХРАНИЛИЩА Рис. 1.12. Классификация бункеров и бункерных устройств для сыпучих грузов Бункерное устройство - это саморазгружающаяся емкость для сыпучих грузов.
Загрузочные приспособления - это технические средства, предназначенные для оптимизации заполнения емкости сыпучими грузами.
Затворы - служат для регулирования и перекрытия потока груза из выпускных отверстий бункера.
Питателями называют механизмы, при помощи которых осуществляется равномерная регулируемая подача сыпучих грузов из емкостей в технологическую линию (непосредственно или через промежуточные емкости).
Непрерывное истечение плохосыпучих грузов из бункеров в некоторых случаях удается осуществить только с помощью специальных побуждающих устройств - побудителей. По режиму функционирования побудители могут быть импульсные и постоянного действия. К побудителям истечения относятся механизмы, передающие энергию привода сыпучему грузу. При выборе типа побудителя необходимо учитывать физико-механические (гранулометрический состав, влажность, адгезию и др.) и химико-биологические свойства груза (жирность, клейковина и др.), а также геометрические параметры емкости.
Стабилизаторами истечения называются устройства, перераспределяющие давление груза в емкости. Пассивный стабилизатор истечения в некоторых случаях может быть неотъемлемой частью загрузочных устройств.
1.4. Анализ классических форм истечения грузов из бункеров и силосов Анализ схем технологических операций с сыпучими грузами в транспортно-складских комплексах показывает, что бункеры являются неотъемлемым элементом складской системы. Это справедливо для любых форм поставок, как в тарированном виде, так и в бестарном.
Качественная и бесперебойная работа транспортно-складских комплексов на загрузке подвижного состава и внутрискладских транспортировках груза зависит от отлаженности технологического процесса производства и, в том числе, от стабильного истечения грузов из емкости хранения.
Процесс истечения сыпучих грузов из бункеров нарушается, в первую очередь, вследствие возникновения явлений сводообразования. Особенно сильно этому явлению подвержены связные грузы.
Классическая наука о процессе истечения грузов из емкостей применима лишь для сыпучих грузов незначительной связности и не рассматривает явление сводообразования. Для подавления сводообразования используются различные технические устройства, которые воздействуют на сыпучий груз, стимулируя его истечение активным либо пассивным способом.
Тем не менее, и в зоне питателя при диаметре потока dп, меньшем диаметра наибольшего сводообразования dн.с, над выпускным отверстием создается подпор груза, а б в Рис.1.13. Изменение формы истечения стимулирующий образование своиз ёмкости с повышением дов.
связности грузов:
На основании исследований а- малой связности; бЦ повышенной А.Л. Степанова известно три тисвязности; вЦ высокой связности пичных формы истечения грузов различной степени связности из бункерно-силосных емкостей (рис.1.13):
I - свободное истечение сыпучего груза малой связности из выгрузного отверстия диаметром d с образованием потока диаметром dп (d/dп>1), обрушением откосов в образующуюся воронку и наличием незначительных остатков на днище емкости (рис.1.13а);
II - истечение сыпучего груза повышенной связности с пульсацией и образованием динамических сводов в зоне выгрузки (рис.1.13б).
При d/dп1 истечение неустойчивое, с увеличением dп требуется внешнее воздействие;
III - отсутствие гравитационного выпуска груза высокой связности из-за статических сводов при d Таким образом, для связных грузов применение бункерносилосных емкостей возможно лишь в случаях, когда обеспечиваются формы истечения груза типа I и II. Выгрузка высокосвязных грузов из бункерно-силосных емкостей может быть осуществлена при рациональном сочетании гравитационного и принудительного выноса сыпучих грузов из полости емкости. Управление процессом извлечения должно осуществляться при помощи сводообрушителей, затворов и питателей. Кроме того, сводообрушители изменяют свойства груза в зоне выпуска, что способствует обеспечению заданной производительности выгрузки, подавлению процесса сегрегации груза, частичному восстановлению сыпучести слежавшегося материала и т.п. Бесперебойное и равномерное истечение груза из емкостей в значительной степени зависит от следующих факторов: режима функционирования бункера, конфигурации и конструкции корпуса и выгрузной воронки, месторасположения и размера выпускного отверстия и физико-механических свойств груза. Рогинским Г.А. высказано мнение, что сыпучий груз имеет способность сохранять равновесие в пределах, обусловленных силами внутреннего трения. При открытии затвора груз лишается части опоры столба насыпи, при этом нарушается равновесие частиц груза в емкости. Частицы груза, примыкающие к выгрузному отверстию, получают перемещение, что обуславливает истечение сыпучего груза. В свою очередь частицы вышележащих слоев, потеряв опору, движутся к месту выгрузки, что сопровождается колебанием давления в потоке груза. Нарушение равновесия слоев происходит последовательно от нижних к верхним, тем самым обеспечивая непрерывное движение потока к выпускному отверстию емкости. Далее происходит изменение давления по высоте емкости и физико-механических свойств груза (объемной плотности, начального сопротивления сдвигу, коэффициента уплотнения), что в итоге приводит к сводообразованию, а зачастую и к сегрегации сыпучего материала. В массе груза происходят явления, вызванные пульсацией и прерывистым характером потока. Движение частиц сопровождается столкновением, трением и соударением их при непрерывном изменении структуры сыпучего груза. Исследования выпуска сухого песка из емкости с отверстием в плоском дне позволили сделать следующие выводы (рис.1.14). Над выпускным отверстием емкости находится зона А, характеризующаяся свободным падением частиц груза. Зона В на высоте засыпки емкости ограничена размерами выпускного отверстия, в ней частицы движутся ускоренно (канал потока). Движение груза к выпускному отверстию происходит с перемещением зоны С по верхней границе с зонами Д, подвижность которых Рис.1.14. Зоны исограничена вследствие неподвижных зон Е. Объем течения сыпучего неподвижных зон зависит от конфигурации элеменгруза из емкости тов емкости и физико-механических свойств сыпучего груза. Характерной особенностью при этом являются неподвижные зоны, в которых высыпание придонных слоев груза осуществляется в последнюю очередь. На основании исследований процесса истечения сыпучих грузов из бункерно-силосных емкостей выделены основные формы движения потока: нормальная форма (центральный поток) и Рис.1.15. Нормальная форма истече- гидравлическая, сплошная форма ния груза из силоса (массовый поток)1. При нормальном истечении (рис.1.15) в начальный момент отсутствует движение частиц относительно стен емкости. После открытия выпускного отверстия происходит разуплотнение груза над отверстием и образование канала или воронки. В дальнейшем воронка наращивает диаметр до встречи с поверхностью насыпи, но уровень насыпи не снижается. По мере соприкосновения конусной воронки со стенками емкости сыпучий груз располагается на поверхности насыпи под углом естественного откоса. Крупные частицы скатываются по воронке к выгрузному отверстию, что стимулирует сегрегацию сыпучего груза. Таким образом, в процессе функционирования емкости с нормальным истечением при выпуске выгружается сначала вновь загруженный материал, а затем оставшийся. Это приводит к образованию застойных зон, где содержимое емкости остается длительное время. Терминология американского и бельгийского ученых Э.Дженике и Г. Боуманса Нормальная форма движения потока в емкости характерна для хорошосыпучих грузов (стандартной влажности зерно, минеральные удобрения и т.п.). Гидравлическая форма движения груза характеризуется перемещением в направлении выпускного отверстия всей массы сыпучего груза, а поверхность насыпи его сохраняет свой первоначальный профиль. При этом происходит движение частиц относительно стенок емкости, что исключает образование мертвых зон. Груз, поступивший в полость емкости первым, выгружается в первую очередь. Можно выделить следующие преимущества над формой нормального истечения груза: - расслоение (сегрегация) груза проявляется в меньшей степени вследствие движения всей массы насыпи вниз, так как все частицы груза имеют одинаковую скорость; - опасность обвала больших масс груза снижается за счет его перемещения в виде столба, обеспечивающего принцип первый при загрузке - первый при выгрузке; - из-за незначительного действия сил внутреннего трения движение более крупных частиц груза замедлено. Г. Боуманс считает, что гидравлическое истечение происходит в трех случаях: стенки выпускной воронки гладкие и имеют крутой наклон; нижние слои груза испытывают давление со стороны верхних; выпускное отверстие имеет большую площадь. При количестве выпускных отверстий емкости более одного (рис. 1.16) отнесение вида истечения к гидравлическому не может быть однозначным. При малом соотношении площади сечения емкости и выгрузного отверстия происходит выпуск сыпучего груза по смешанной форме движеРис.1.16. Движение груза в бункере с несколькими выгрузными отверстиями ния со смещением к нормальной. С ростом количества выпускных отверстий и, соответственно, соотношения площадей емкости и отверстия происходит сокращение зон сыпучего груза с задержкой времени выгрузки. Однако размер отдельного выпускного отверстия должен исключать сводообразование. По мнению Рогинского Г.А., фактором, определяющим формы движения потока, являются физико-механические свойства груза. Анализ исследований процесса истечения сыпучих грузов с различной степенью связности показал, что в реальных условиях происходит слияние названных видов истечения. При разгрузке емкостей нормальное истечение груза может принимать гидравлическую форму (массовый поток) и наоборот в зависимости от различных обстоятельств. Ими могут явиться паузы в технологическом процессе, сроки хранения сыпучих грузов, форма корпуса емкости, выпускной воронки и т.п. Книги по разным темам