А) истечение нормальное симметричное; б) истечение нормальное боковое; в) порядок истечения; г) сплошное истечение; д) образование объема обрушения

Рисунок 4 – Схемы процессов истечения материалов

Нормальное истечение. В движение приходит вертикальный столб груза над отверстием, вследствие чего на поверхности груза образуется воронка, по которой по мере истечения ссыпаются частицы. Для большинства стационарных бункеров характерно нормальное истечение.

На рис. 4г показано сплошное истечение. Все частицы груза в бункере находятся в движении. Свободная поверхность груза не имеет четко выраженной воронки. Все точки этой поверхности опускаются одновременно, причем скорость опускания отдельных частиц носит стохастических характер. При сплошном истечении в бункере отсутствуют застойные зоны, что позволяет выравнивать поток насыпного груза, поступающего в бункер неравномерно. Такое истечение имеет место при пропуске насыпных грузов через бункер, стенки которого наклонены к горизонту под углом 70-80. В заполненных бункерах со сплошным истечением при открытии выпускного отверстия вначале истечение является нормальным, затем зона движущихся частиц груза расширяется (рис. 4д), образуя так называемый объем обрушения. Когда границы объема обрушения достигнут стенок бункера, возникает сплошное истечение. Материал хорошо перемешивается.

Сплошное истечение. Все частицы груза в бункере находятся в движении. Свободная поверхность груза не имеет четко выраженной воронки. Все точки этой поверхности опускаются одновременно, причем скорость опускания отдельных частиц носит стохастических характер.

В заполненных бункерах со сплошным истечением при открытии выпускного отверстия вначале истечение является нормальным, затем сплошным.

Гидравлическое истечение происходит при выпуске из бункера сильно аэрированного насыпного груза, насыщении насыпного груза влагой, придающей ему вид суспензии, а также при интенсивной вибрации груза, когда максимальные ускорения превосходят некоторое критическое значение, соответствующее нарушению постоянства бокового давления груза на стенки бункера. Гидравлическое истечение может иметь место при любом наклоне бункера к горизонтали, вплоть до нулевого (горизонтальное днище).

Скорость сплошного истечения груза на выходе из отверстия практически не зависит от высоты столба груза в бункере, а скорость гидравлического истечения груза тем больше, чем выше этот столб. Такое различие объясняется тем, что при сплошном истечении чередуются микропроцессы образования и разрушения динамических сводов из частиц груза над выпускным отверстием, а при гидравлическом истечении груз вытекает из отверстия как жидкость, без образования динамических сводов.

Скорость сплошного истечения зависит от размеров выпускного отверстия, а гидравлического – не зависит.

Сплошное истечение. Скорость груза не зависит от высоты столба груза в бункере и зависит от размеров выпускного отверстия.

Гидравлическое истечение. Скорость груза тем больше, чем выше столб материалов и не зависит от размеров выпускного отверстия.

В бункерах с нормальным истечением материал, попавший на дно бункера, вытекает лишь перед тем, как бункер полностью опорожниться. В застойных зонах, где груз лежит неподвижно, может происходить окисление, спекание или другие процессы, ухудшающие качество груза. При нормальном истечении, особенно пылевидного груза, может происходить выброс его частиц. Бункер с нормальным истечением целесообразно применять только для кусковых, химически стабильных материалов.

В настоящее время для кусковых плохосыпучих грузов применяют выпускные гиперболические воронки, которые предотвращают сводообразование и повышают пропускную способность бункера (рис. 5).

Воронка характеризуется коэффициентом сужения

c_в = (F₂ – F₁)/F₁,

где F₂ и F₁ – площади двух соседних сечений.