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问题由来
一般国内料仓是按照NB/T 47003.2-2009《固体料仓》来设计的。料仓内存储的介质是固体松散物料。
某项目中的料仓，物料干燥密度为780kg/m3，但是物料含一定水分，按照固体松散物料计算是否还合适呢？
含水物料的内摩擦角，物料与仓壳的摩擦系数和干燥的物料不可能是一样的。
正如干燥的沙子和湿润的沙子能够堆积的高度不同一样，这些缺失的数据应该如何取值呢？
没有实验，没有数据，似乎束手无策。
料仓的公式解析
NB/T 47003.2的公式如下：
Pv为物料在仓壳圆筒某高度处产生的垂直压力。
Ph为物料在仓壳圆筒某高度处产生的水平压力。
标准释义中已经解释了料仓公式的来由。
观察一下hw和A，由于均为正数，从数学上来说：
垂直压力Pv<ρg (h+hzc/3)=ρgH，也就是相同高度，固体料仓的垂直压力小于等密度的液体压力。
再观察Ph的数值，NB/T 47003.2中的计算公式与液柱静压力的大小不是特别明显。
不过在其上一版本，JB4735-1997中采用的是詹森创立的料仓压力理论，该理论认为Ph=kPv，其中k为物料侧压系数，是一个小于1的值。
所以Ph<Pv<液体压力。
新版本认为k不是一个定值，是随着堆积高度而变化的一个值，计算的更为精准。但是其物理含义仍然是不变的，Ph还是永远小于Pv。
于是结论呼之欲出了。
结论及其应用
天下莫柔弱于水，而攻坚强者，莫之能胜。 ---老子《道德经》
松散物料Ph和Pv的值都小于相同密度，相同高度的液体的介质给罐壁带来的压力。
液体压力大于固体压力，老子诚不欺也！
回到前面提出的问题，含水物料无论其物料特性如何，其给罐壁带来的压力都可以用同样密度的液体看待，这样处理是合理且保守的。
这样我们也可以快速估计料仓罐壁的厚度。设液柱静压力为P，设备直径为D，许用应力为S,那么罐壁的计算厚度：
t=PD/2S
相较于料仓的计算公式，计算简单且保守。
料仓的分析
很多料仓下面料斗部分是双锥壳。常规无法计算，只能分析设计。
如果按照正常的边界条件，那么应该手动计算各个高度处的ph，pv，然后将Ph，Pv按照平行四边形法则组合后，施加到料仓壁和锥壳上。
压力的方向与料仓壁及锥壳不是垂直的。
如果要精确计算，压力载荷施加是繁琐且很需要技巧的。
如果利用上文的结论，可以直接施加液柱静压力，那就非常容易了。
计算结果
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发表于 2020-10-13 08:36:40
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