Opis
Badania deformacji materiałów sypkich podczas dynamicznego przepływu w silosach
Seria: Monografia nr 145
Wydawnictwo Politechniki Gdańskiej
Słowa kluczowe: silosy
Monografia stanowi próbę połączenia analizy zagadnień powstawania zmian objętościowych, z uwzględnieniem lokalizacji odkształceń w postaci stref ścinania w materiale sypkim oraz pomiaru zmian koncentracji tego materiału podczas opróżniania silosu. W pracy przedstawiono również propozycje opisu mechanizmu powstawania samowzbudnych efektów dynamicznych występujących podczas opróżniania silosów.
Oprócz wpływu lokalizacji na wielkość naporu materiału sypkiego znajomość pola deformacji, w tym dokładnego położenia stref ścinania w materiale sypkim, jest istotna z następujących powodów: w celu wyjaśnienia mechanizmu płynięcia materiałów sypkich w silosie oraz w celu kalibracji stałych materiałowych niezbędnych do stosowania w zawansowanych prawach konstytutywnych opisujących przepływ materiałów sypkich.
Celem pracy było znalezienie optymalnej metody diagnostyki zachowania się materiału sypkiego podczas opróżniania silosu – w tym celu przeprowadzono, dla różnych warunków brzegowych, badania doświadczalne w silosach prostokątnym i cylindrycznym z zastosowaniem metod bezinwazyjnych: promieniowania rentgenowskiego (Rtg), Particle Image Velocimetry (PIV), Electrical Capacitance Tomography (ECT) oraz pilotażowo Particle Image Thermography (PIT). Zastosowanie metod bezinwazyjnych umożliwiło uniknięcie wprowadzenia do materiału sypkiego imperfekcji wpływających negatywnie na poprawność uzyskiwanych wyników pomiarowych. Promieniowanie rentgenowskie zastosowano jako metodę weryfikacyjną w silosie prostokątnym w zakresie powstawania lokalizacji odkształceń. W silosie prostokątnym szczególny nacisk położono na zastosowanie metody PIV do oceny charakterystyki lokalizacji odkształceń, zarówno w strefie przyściennej, jak i wewnątrz przepływającego materiału sypkiego. Metodę ECT zastosowano w celu oceny zmian koncentracji materiału sypkiego zarówno w silosie prostokątnym, jak i cylindrycznym oraz jako narzędzia umożliwiającego szacunkową analizę zjawisk dynamicznych zachodzących w przepływającym materiale sypkim w silosie cylindrycznym. Dynamikę wypływu materiału sypkiego z silosu cylindrycznego poddano również analizie z zastosowaniem wielokanałowych akcelerometrów pojemnościowych. Zachowanie materiału sypkiego podczas wypływu z modelu silosu cylindrycznego przeanalizowano dodatkowo za pomocą metod inwazyjnych, wykonując pomiary bezpośrednie naporu materiału sypkiego zarówno na ścianie, jak i wewnątrz materiału sypkiego. Analizę uzupełniono obliczeniami numerycznymi, stosując program YADE oparty na metodzie Discrete Element Method (DEM).
SPIS TREŚCI
WYKAZ OZNACZEŃ
- WPROWADZENIE
1.1. Problematyka badawcza przepływu materiałów sypkich w silosach
1.2. Cel i zakres pracy
- PRZEGLĄD LITERATURY
2.1. Badania doświadczalne lokalizacji odkształceń w materiałach sypkich
2.2. Nowoczesne bezinwazyjne techniki pomiarowe lokalizacji odkształceń oraz zmian koncentracji materiału sypkiego
2.2.1. Metoda Particle Image Velocimetry (PIV)
2.2.2. Metoda Electrical Capacitance Tomography (ECT)
2.2.3. Metoda Particle Image Thermography (PIT)
2.3. Efekty dynamiczne w silosach
2.3.1. Eksperymenty w silosach
2.3.2. Przyczyny powstawania efektów dynamicznych
2.3.3. Metody redukcji efektów dynamicznych
2.4. Numeryczne modelowanie materiału sypkiego
2.4.1. Teoretyczne modele przepływu materiału sypkiego
2.4.2. Zastosowanie metody elementów dyskretnych w symulacji przepływu materiału sypkiego w silosie
- INWAZYJNE POMIARY ZMIAN ODKSZTAŁCEŃ W MATERIAŁACH SYPKICH ……. 51
3.1. Opis metody pomiarowej
3.2. Model ściany oporowej
3.2.1. Stanowisko badawcze
3.2.2. Wyniki doświadczeń
3.2.3. Ocena dokładności pomiarów
3.3. Model silosu prostokątnego
3.3.1. Stanowisko badawcze
3.3.2. Wyniki doświadczeń
3.3.3. Ocena dokładności pomiarów
3.4. Podsumowanie wyników doświadczeń i wnioski szczegółowe
- BEZINWAZYJNE POMIARY ZMIAN ODKSZTAŁCEŃ W MATERIAŁACH SYPKICH METODĄ PROMIENIOWANIA RENTGENOWSKIEGO (RTG)
4.1. Opis metody pomiarowej
4.2. Model ściany oporowej
4.2.1. Stanowisko badawcze
4.2.2. Wyniki doświadczeń
4.2.3. Ocena dokładności pomiarów
4.3. Model silosu prostokątnego
4.3.1. Opis stanowiska badawczego
4.3.2. Wyniki doświadczeń
4.3.3. Ocena dokładności pomiarów
4.4. Podsumowanie wyników doświadczeń i wnioski szczegółowe
- BEZINWAZYJNE POMIARY ZMIAN ODKSZTAŁCEŃ W MATERIAŁACH SYPKICH METODĄ PARTICLE IMAGE VELOCIMETRY (PIV)
5.1. Opis metody pomiarowej
5.2. Model ściany oporowej
5.2.1. Stanowisko badawcze
5.2.2. Wyniki doświadczeń
5.2.3. Ocena dokładności pomiarów
5.3. Model silosu prostokątnego
5.3.1. Stanowisko badawcze
5.3.2. Wyniki doświadczeń
5.3.3. Ocena dokładności pomiarów
5.4. Podsumowanie wyników doświadczeń i wnioski szczegółowe
- BEZINWAZYJNE POMIARY ZMIAN ODKSZTAŁCEŃ W MATERIAŁACH SYPKICH METODĄ ELECTRICAL CAPACITANCE TOMOGRAPHY (ECT)
6.1. Opis metody pomiarowej
6.2. Model silosu prostokątnego
6.2.1. Stanowisko badawcze
6.2.2. Wyniki doświadczeń
6.2.3. Ocena dokładności pomiarów
6.3. Model silosu cylindrycznego
6.3.1. Stanowisko badawcze
6.3.2. Wyniki doświadczeń
6.3.3. Ocena dokładności pomiarów
6.4. Podsumowanie wyników doświadczeń i wnioski szczegółowe
- BEZINWAZYJNE POMIARY ZMIAN ODKSZTAŁCEŃ W MATERIAŁACH SYPKICH METODĄ PARTICLE IMAGE THERMOGRAPHY (PIT)
7.1. Opis metody pomiarowej
7.2. Model silosu cylindrycznego
7.2.1. Stanowisko badawcze
7.2.2. Wyniki doświadczeń
7.2.3. Ocena dokładności pomiarów
7.3. Podsumowanie wyników doświadczeń i wnioski szczegółowe
- POMIARY NAPORU MATERIAŁÓW SYPKICH NA DNO SILOSÓW
8.1. Napór materiału sypkiego na dno silosu podczas przepływu kontrolowanego
8.2. Model silosu cylindrycznego
8.2.1. Stanowisko badawcze
8.2.2. Wyniki doświadczeń
8.2.3. Ocena dokładności pomiarów
8.3. Podsumowanie wyników doświadczeń i wnioski szczegółowe
- EFEKTY DYNAMICZNE W SILOSACH
9.1. Współczesne koncepcje powstawania efektów dynamicznych
9.2. Model silosu cylindrycznego
9.2.1. Stanowisko badawcze
9.2.2. Wyniki doświadczeń
9.2.3. Ocena dokładności pomiarów
9.3. Podsumowanie wyników doświadczeń i wnioski szczegółowe
- REDUKCJA EFEKTÓW DYNAMICZNYCH
10.1. Klasyfikacja metod redukcji
10.2. Model silosu cylindrycznego
10.2.1. Stanowisko badawcze
10.2.2. Wyniki doświadczeń
10.2.3. Ocena dokładności metod redukcji
10.3. Podsumowanie wyników doświadczeń i wnioski szczegółowe
- NUMERYCZNE MODELOWANIE MATERIAŁU SYPKIEGO PODCZAS PRZEPŁYWU W SILOSIE PROSTOKĄTNYM
11.1. Założenia metody Discrete Element Method (DEM)
11.2. Wyniki obliczeń
11.3. Ocena dokładności metody obliczeniowej
11.4. Podsumowanie wyników obliczeń i wnioski szczegółowe
- PODSUMOWANIE
12.1. Uwagi końcowe
12.2. Kierunki dalszych badań
BIBLIOGRAFIA
Streszczenie w języku polskim
Streszczenie w języku angielskim
Opinie
Na razie nie ma opinii o produkcie.