BOKU - Universität für Bodenkultur Wien - Forschungsinformationssystem
Gewählte Dissertation:
John Mathews
(2013):
Investigation of granular flow using silo centrifuge models.
Dissertation - Institut für Geotechnik (IGT),
BOKU-Universität für Bodenkultur,
pp 234.
UB BOKU
obvsg
FullText
- Abstract:
- Silos haben vielfältige Anwendungen in der Praxis. Das Entleeren eines Silos sowie der Druckverlauf an Silowänden werden seit über einem Jahrhundert untersucht. Trotzdem bleiben viele Probleme in Design und Betrieb von Silos bestehen. Das Geschwindigkeitsprofil der Schüttgüter während des Fließens lässt sich schwer vorhergesagen, und der Mechanismus welcher das Fließen der Schüttgüter kontrolliert wird nicht hinreichend verstanden. Die vorliegende Arbeit präsentiert eine Untersuchung über den gravitationsabhängigen Ausfluss von Schüttgütern in einem ebenen Modellsilo in erhöhten Gravitationsfeldern. Die Fließgeschwindigkeiten und Wanddrücke werden gemessen. Ein Überblick über die Modellierung von Silos mittles Zentrifugenversuchen sowie das Auslaufen in Abhängigkeit der Gravitation wird ebenfalls untersucht. Es wird gezeigt, dass der Massendurchfluss proportional zum Quadrat der Gravitation ist, und die Breite der Fließzone unabhängig von der Gravitation ist. Die lokale Geschwindigkeit der Schüttgüter ist ebenfalls proportional zum Quadrat der Gravitation. Beobachtungen zeigen, dass der Winkel, unter welchem eine stagnierende Zone auf die Wand des Silos trifft, unabhängig von der Gravitation ist. Die Kriterien für Kamin- oder Massenfluss sind ebenfalls unabhängig von der Gravitation. Die Auslaufzeit eines Silos mit kohäsionslosem Material in Abhängigkeit von der Gravitation kann mit folgender Beziehung beschrieben werden: t_m=t_p N^{-1/2} Druckmesssensoren (FSR: Force Sensing Resistors) wurden zur Messung der Normaldrücke an den Siloinnenwänden eingesetzt. Die Güte der FSR-Ergebnisse wurde durch die Untersuchung des Normaldrucks vor und während des Auslassens bewertet. Bei den FSR-Messungen konnte nicht zwischen Normal- und Scherkräften unterschieden werden, was die Genauigkeit der Wanddruckmessungen negativ beeinflusst. Trotzdem konnten qualitative, in manchen Fällen auch quantitative, Übereinstimmungen mit der Druckverteilung nach Janssen festgestellt werden.
- Betreuer: Wu Wei