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筒仓在卸料过程中,仓内贮料对仓壁的动态压力是导致仓壁环向破坏的主要原因。然而,目前国内外尚未见准确预测仓壁动态压力的理论。动态压力的形成机理复杂,影响因素众多,其中贮料种类是影响动态压力的重要因素,不同贮料种类对动态侧压力的影响程度存在很大的差别。所以为保证筒仓设计和使用的安全性,急需对深浅仓下大豆、小麦等贮料的动态侧压力及动态超压原因进行详细的研究。因此,本文依托国家自然科学基金面上项目“基于能量转换的筒仓侧压力机理研究”(批准号:51578216),分别使用高径比为2.2、1.4的深浅仓,应用大豆、小麦两种贮料进行试验,在此基础上,采用两种贮料的物理参数对深仓卸料进行PFC颗粒流数值模拟。研究深浅仓下两种贮料动态侧压力与超压系数的大小和分布规律,通过对比分析,研究深浅仓下两种贮料对动态压力的影响;由数值模拟得到颗粒接触力链网络和速度场,从微观上研究两种贮料动态压力不同的原因及动态超压原因。对比试验与模拟流态,同时结合力链网络和速度场研究贮料流态与动态压力的关系。并在深仓下采用0.1m、0.05m直径卸料口进行试验,进一步探索卸料口大小对动态压力的影响。具体研究内容如下:(1)设计研制高径比为2.2和1.4的深浅模型仓,采用大豆、小麦进行试验,得到静态压力、动态压力,计算超压系数,分析深浅仓下两种贮料动态压力与超压系数的大小和分布规律,对比研究两种贮料对动态压力的影响。发现深浅仓下两种贮料动态压力呈先增大后减小趋势,并在增大和减小过程中出现震荡现象,最大动态压力发生在卸料初期,且在1/3筒仓高度附近超压系数最大;在深仓试验下,大豆最大超压系数为2.27,是小麦的1.49倍;在浅仓试验下,大豆最大超压系数为2.22,是小麦的1.72倍。(2)在深仓大豆贮料下应用0.1m、0.05m直径卸料口进行卸料试验,探究卸料口大小对动态压力的影响。发现仓壁动态压力与卸料口大小成正比。(3)利用颗粒流程序建立与试验深仓相同的模型,并采用大豆与小麦物理参数进行数值模拟,将试验与模拟的压力数据进行对比,验证了模拟方法的有效性。对比分析试验与模拟流态,并结合力链网络和速度场研究贮料流态与动态压力的关系;发现贮料流态从整体流动转变为管状流动,整体流动时动态压力较大。(4)应用颗粒流程序得到两种贮料颗粒接触力链网络和速度场,从力链网和速度场角度分析两种贮料动态压力不同的原因及动态超压原因,并从力链网形态分析超压的最大位置。发现密集的力链网络会抑制贮料的流动,形成的力链拱导致动态压力增大。