原煤仓卸料时动态力场的离散元数值模拟分析.pdf

第25卷第6期现代电力Vol25No6
2008年12月ModernElectricPowerDec2008

文章编号:10072322(2008)06006404文献标识码:A中图分类号:TK16

原煤仓卸料时动态力场的离散元数值模拟分析
王艳红1,郭民臣1,吴立强2
(1华北电力大学能源与动力工程学院,北京102206;2华北电力大学控制科学与工程学院,北京102206)

DistinctElementNumericalSimulationofDynamicForce
FieldinRawCoalSilo
WangYanhong1,GuoMinchen1,WuLiqiang2
(1SchoolofEnergyandPowerEngineering,NorthChinaElectricPowerUniversity,Beijing102206,China;
2SchoolofControlScienceandEngineering,NorthChinaElectricPowerUniversity,Beijing102206,China)

摘要:为寻求原煤仓壁面宏观变形、裂缝现象的内在机炭、水泥等多个部门。各地关于大型筒仓发生动载
理,采用离散单元法模拟了电厂原煤仓的卸料流态及卸料过超压失事的报道屡见不鲜[12]。电厂原煤仓曾出现
程中仓体壁面的动态受力情况及物料内部的压力分布网络。
过变形和裂缝问题,如2000年10月沙角发电总厂
模拟结果表明:筒体中同一水平层处的颗粒流速基本相同,
C厂在2号炉B煤斗处有孔洞漏煤,后搭架到漏
而锥体中颗粒的原有层面呈不均匀下降,在流动过程中,每
煤处,发现煤斗多处有裂纹,距离筒底三分之一处
下降一个微小高度,颗粒位置都要进行重新排列,中心处颗
宏观变形严重为多变形带交叉区如图所
粒流速较大,靠近壁面处颗粒流速较小。整体流动状态时原,,1
[3]
煤仓筒体法向受力远大于切向受力,压力拱的形成使得筒体示。
和锥体壁面所受压力增加。因此,削弱峰值压力及破坏拱结
构是减少原煤仓变形和裂缝的两个重要因素。

关键词:原煤仓;动态受力;离散元法;数值模拟

Abstract:Inordertorevealtheimmanencemechanismofmac
roscopicdistortionandcrackofthesilowall,theflowstateof
particles,dynamicstressofthewallanddistributionnetworkof
interiorgranularmaterialpressurearesimulatedwiththedistinct
elementmethodintheprocessofdischargefromrawcoalsiloin
powerplant.Simulationresultsshowthattheflowvelocitiesof
particlesatthesamehorizontalheightinsiloshowlittlediffer
图1原煤仓变形图片
ence,buttheyarenonuniforminthecone,particleswillrea原煤仓变形与卸料时仓壁的动态受力情况有直
lignwhenflowingtoaminimalheightincone,theflowingve
接关系。在理论研究方面,Janssen公式己被实验
locitiesofparticlesincenterarelargerthanthosenearthewall.
证实可以准确预测物料的静态法向压力,但用该公
Normaldirectionstressisfarlargerthantangentialcutterhead
式计算的动态法向压力与实际情况相差甚远。近一
stressonshellunderthewholeflowingstate.Theformationof
pressurearchleadstotheincreaseofsurfaceforceonshell个世纪,各国学者对筒仓内部受力问题进行了广泛
andconewall,soweakeningthepeakpressureanddestro研究,但大多数是建立在连续体力学的基础上,而
yingarchstructurearetwoimportantfactorsforreducing实际上仓储物料是一种散体介质,某些宏观力学行
distortionandcrackofrawcoalsilo.为的内在机理,如:为什么实际工程中常常在仓壁
Keywords:rawco