Badania doświadczalne oraz analiza numeryczna (DEM) strefy kontaktu między materiałem granulowanym a powierzchnią fałdową podczas przepływów silosowych.
Silosy są konstrukcjami powszechnie używanymi w przemyśle budowlanym, chemicznym i rolniczym do przechowywania różnego rodzaju materiałów. Są one często wykonywane jako lekkie konstrukcje z blach fałdowych wzmocnionych wzdłuż obwodu cienkościennymi słupami. Profil blachy ma istotny wpływ, szczególnie podczas przepływu materiału, na efektywny kąt tarcia obu ośrodków, a co za tym idzie na obciążenia przekazywane na ściany silosu. Zasadniczo można wyróżnić dwa sposoby oddziaływania materiału sypkiego na konstrukcje silosu. Pierwszy, gdy granulat, znajdujący się w środku silosu, oddziałuje na niego statycznie. W tej sytuacji, określenie sił działających na płaszcz jest możliwe na podstawie wzorów analitycznych znanych od lat. W drugim przypadku, materiał przepływający przez silos powoduje dynamiczne i trudne do określenia oddziaływania przekazywane na ścianę silosu. Wielkość obciążeń jest w znacznym stopniu zależna od skomplikowanych zjawisk zachodzących w strefie kontaktu, czyli tzw. interfejsie. Obowiązujące normy przedstawiają uproszczone podejście dotyczące opisu strefy kontaktu między materiałem sypkim a powierzchnią fałdową, bez uwzględnienia wielu ważnych czynników, takich jak geometria ściany. Celem badań doświadczalno-numerycznych jest zrozumienie mechanizmu zachodzącego w strefie kontaktu między granulatem a ścianą fałową podczas przepływów w silosach. Aby osiągnąć cele założone w ramach grantu, zostaną wykonane doświadczenia laboratoryjne i analiza numeryczna. Badania zachowania się materiału w interfejsie będą przeprowadzone w skali laboratoryjnej, w silosach ze ścianami bocznymi o zróżnicowanej geometrii (np. różna wysokość profilu), wypełnionych różnymi materiałami sypkimi. Doświadczenia umożliwią analizę przepływu materiału sypkiego na poziomie jego struktury. Ponadto, mechanizm pracy interfejsu zostanie opisany za pomocą metody elementów dyskretnych (DEM). Metoda ta stanowi odpowiednie narzędzie analizy, umożliwiające odtworzenie skomplikowanej mikrostruktury oraz charakteru zachowania się materiałów sypkich na poziomie ziarna. Analiza numeryczna DEM umożliwi dokładną analizę strefy kontaktu między materiałem sypkim a płaszczem. Na podstawie doświadczeń i analizy numerycznej, zostanie zdefiniowany mechanizm zjawiska ścinania zachodzącego między dwoma ośrodkami. W wyniku naszych badań zostaną przedstawione zalecenia umożliwiające określenie wielkości obciążeń działających na ściany silosu z blach fałdowych w trakcie przepływów silosowych.
Informacje szczegółowe
- Akronim projektu:
- -
- Program finansujący:
- PRELUDIUM
- Instytucja:
- Narodowe Centrum Nauki (NCN) (National Science Centre)
- Porozumienie:
- UMO-2022/45/N/ST8/03567 z dnia 2023-05-04
- Okres realizacji:
- 2023-05-04 - 2026-05-03
- Kierownik zespołu badawczego:
- mgr inż. Aleksander Grabowski
- Członkowie zespołu:
-
- Opiekun merytoryczny dr hab. inż. Michał Nitka
- Realizowany w:
- Katedra Konstrukcji Inżynierskich
- Wartość projektu:
- 192 638.00 PLN
- Typ zgłoszenia:
- Krajowy Program Badawczy
- Pochodzenie:
- Projekt krajowy
- Weryfikacja:
- Brak weryfikacji
wyświetlono 285 razy