Prinzipien der Konstruktion und Auswahl von Silos

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Form Bei der Auswahl und Bestimmung der Form des Silos gilt als Grundsatz, dass die gewählte Form dem Fließeigenschaften der losen Materialien entspricht und eine einheitliche Fließstruktur des Materials ermöglicht. Mahlwerke mit kleiner Nennkapazität sind einfacher zu konstruieren; je größer die Nennkapazität ist, desto mehr Faktoren müssen berücksichtigt werden. Egal, ob es sich um ein quadratisches, rundes oder kombiniertes Polygon handelt – zunächst muss man die Neigung des Auslasskegels berücksichtigen. Die Neigung des Kegels sollte so gewählt werden, dass die durch den Behälter fließenden Materialien eine gleichmäßige Strömung aufweisen und es keine Stellen ohne Strömung gibt. Je steiler die Neigung des Kegels ist, desto größer ist der Durchfluss ； Andererseits ist aus Sicht der Querschnittsform des Silos zu erkennen, dass in den geradlinigen Abschnitten keine bestimmte Form besonders wichtig ist. In den unteren Entladeabschnitten hingegen führen Silos mit kreisförmigen Behältern zu einer viel besseren Fließeigenschaften als Silos mit quadratischen Behältern oder flachen Bodenflächen. Bei diesen beiden Letzten entstehen leicht Stellen, an denen kein Fluss mehr möglich ist, sowie Übergangsbereiche ； Außerdem hat die Größe des Entladeöffnungs die Fließeigenschaften der Materialien zum Einfluss. Wenn die Entladeöffnung groß ist, erfolgt der Materialfluss nahezu gleichmäßig. Ist die Entladeöffnung hingegen klein, ist der Materialfluss schlecht – es entstehen leicht Materialbögen. Wenn wir über dem Entladeöffnung einen umgekehrten Kegel anbringen, erhält die Masse eine größere Zone mit positiver Strömung. Dies trägt dazu bei, das Bilden von Verstopfungen in dem Lagerbehälter sowie in den Auslassrohren zu verhindern. Stärke und Struktur Bei der Bestimmung der Stärke und Struktur eines Silos müssen die Entwerfer noch mehr Faktoren berücksichtigen. Durch die Entwicklung von Geräten zur Beförderung von festen Stoffen in den letzten Jahren hat sich die Transportkapazität erheblich verbessert. Bei der Lufttransportmethode gibt es verschiedene Transportverfahren wie den dünnphasigen, den mitteldichten sowie den dichtphasigen Transport. Beim Beladen und Entladen führt der hohe Luftstrom sowie die damit verbundenen Kräfte, die auf die Wände des Lagerraums wirken, zu erheblichen Belastungen. Zudem wirken diese Kräfte in einem dynamischen Zustand – statische Berechnungsmethoden können diese Effekte daher nicht berücksichtigen. Deshalb sollten bei der Planung von Lagerräumen dynamische Berechnungsmethoden verwendet werden, um solche Probleme zu bewältigen. Die Theorie der Leistungsberechnung besagt, dass beim Zuführen von Material der Luftstrom sowie das Material selbst einen Druck auf die Wände des Behälters ausüben. Die Stärke und Häufigkeit dieses Drucks ändern sich dabei dynamisch ； Beim Entladen ändert sich der Druck im Lager. Der Druck, der auf einen bestimmten Bereich der Lagerwand wirkt, verändert sich dabei dynamisch. Dadurch kann es zu erhöhten lokalen Spannungen kommen. Zahlreiche Untersuchungen von Experten zeigen, dass die Spitzenwerte des Drucks an der Lagerwand mehrfach so hoch sein können wie die Werte, die bei statischen Berechnungen ergeben werden. Einige ausländische Normen haben in den letzten Jahren diese Situation berücksichtigt. Eine einfachere Methode besteht darin, auf der Grundlage der statischen Berechnungen einige dynamische Einflussfaktoren hinzuzufügen, um die Fehler der statischen Berechnungen auszugleichen. Diese Faktoren werden durch Versuche oder auf der Grundlage praktischer Erfahrungen ermittelt. In unserem Land wurden bei der Berechnung von Silos in der Vergangenheit stets statische Berechnungsmethoden verwendet. Dabei wurde nur die Auswirkung des Drucks der Lagergüter auf die Wandungen des Silos berücksichtigt. Bei den derzeit entworfenen Silos ist die Geschwindigkeit des Materialflusses relativ gering. Mit den aktuellen Designerfahrungen und Berechnungsmethoden ist es daher weiterhin sicher, die Stahl- und Alusilos nach statischen Prinzipien zu berechnen. In Beispielen aus dem Ingenieurwesen für mittlere und kleine Silos kann, wenn die Geschwindigkeit des Befüllens und Entleerens hoch ist, auf die in JIS B 8511 und DIN 1055 beschriebenen Methoden zurückgegriffen werden. Dabei werden auf der Grundlage der statischen Berechnungen zusätzliche Faktoren berücksichtigt, um die Fehler in den Berechnungen auszugleichen. Wenn es möglich ist, durch Versuche Daten zu diesen Faktoren zu ermitteln, kann das Problem der dynamischen Berechnung gelöst werden.