СП 359.1325800.2017 «Силосы стальные вертикальные цилиндрические для хранения сы»

5.1Общие положения

• временные длительные: от веса сыпучих продуктов; равномерного в длительной части горизонтального равномерно распределенного по высоте и периметру давления сыпучих продуктов на стенки силосов и звездочек; трения сыпучих продуктов о стенки силосов; давления сыпучих продуктов на днища силосов; веса технологического оборудования с учетом динамических воздействий от технологического оборудования; крена при неравномерных осадках фундаментов; неравномерно распределенного реактивного давления грунта на подошву фундамента при неравномерной разгрузке силосов; изгиба силосного корпуса при сблокированных силосах;
• кратковременные: возникающие при изменении температуры наружного воздуха; от кратковременной части горизонтального неравномерного давления сыпучих продуктов; давления воздуха, нагнетаемого в силос при активной вентиляции, газации, гомогенизации и пневматической выгрузке сыпучего продукта;
• особые: от давления, развиваемого при возможном взрыве пылевоздушной смеси.

5.2Классы требований к силосам

• класс требований КС-1 - силосы с номинальной емкостью до 1000 т включительно;
• класс требований КС-2 - силосы с номинальной емкостью более 1000 т. Класс требований силоса следует учитывать при назначении:
• требований к материалам, методам изготовления, объемам контроля качества;
• коэффициентов надежности по ответственности.

Классы сооружений по уровню ответственности следует определять в соответствии с приложением А ГОСТ 27751-2014.

5.3Основные расчетные ситуации в силосах

• максимальные горизонтальные нагрузки, перпендикулярные вертикальной стенке силоса;
• максимальные вертикальные нагрузки от трения;
• максимальные вертикальные нагрузки на дно силоса;
• максимальные нагрузки на воронку силоса.

• при заполнении на вертикальные участки стенки;
• при разгрузке на вертикальные участки стенки;
• на воронку при заполнении;
• на воронку при разгрузке;
• при заполнении и разгрузке через выпускное отверстие.

5.4Дополнительные расчетные ситуации

Если насыпной конус при заполнении силоса имеет эксцентриситет (см. рисунок 5.1, б ), то в различных зонах силоса сыпучий продукт приобретает различную плотность, что приводит к несимметричным нагрузкам. Для определения этих нагрузок следует учитывать эксцентриситет заполняющей струи ef .

Таблица 5.1 -Определяющие параметры различных нагрузок

Примечания

• 1 Следует учитывать, что угол трения о стенки всегда меньше или равен углу внутреннего трения хранимого сыпучего продукта (т. е. φ wi ≤ φ i ). Это значит, что во всех случаях коэффициент трения о стенки следует принимать не более tg φ i (μ = tgφ w ≤ tgφ i ).
• 2 Нагрузки, перпендикулярные стенкам воронки рn , как правило, самые большие, если трение о стенки в воронке мало, так как вследствие этого малая часть нагрузок в воронке передается трением на стенку.

При расчете следует принимать максимальные нагрузки из всех возможных вариантов.

• массовый поток;
• внутренний поток;
• смешанное течение.

Примечание - Низкие силосы с концентрической разгрузкой с помощью силы тяжести и силосы с механической системой разгрузки, находящейся на поверхности сыпучего продукта, которая обеспечивает образование внутреннего потока (см. рисунки 5.5, а , б , и 5.6, а ), выполняют условия 5.4.3. Центральная труба с боковыми разгрузочными отверстиями также может обеспечивать это условие, то есть образование внутреннего потока в трубе.

а - геометрические размеры; б - эксцентриситеты; в - нагрузки; г - форма поперечного сечения; 1 - эквивалентная поверхность сыпучего продукта; 2 - внутренний размер; 3 -зона перехода; 4 - профиль поверхности при полном силосе; 5 - ось силоса

Рисунок 5.1 - Геометрические размеры и нагрузки в силосе

а - массовый поток; б - внутренний поток; в - смешанное течение потока; 1 - схема с массовым потоком; 2 - схемы с центральным потоком; 3 - весь продукт в движении; 4 -текущий продукт; 5 - границы канала течения; 6 - продукт в покое; 7 - переход продукта; 8 - воронка течения

Рисунок 5.2 - Основные модели потока (профили текучести)

а - параллельный поток; б - конусный поток; в - эксцентрический параллельный поток; г - эксцентрический конусный поток; 1 - схемы с параллельным потоком; 2 - схемы с эксцентрическим потоком; 3 - текущий продукт; 4 - границы канала течения; 5 - канал течения; 6 - продукт в покое

Рисунок 5.3 - Профили текучести продукта с различными каналами течения

• а - концентрическое смешанное течение; б - полностью эксцентрическое смешанное течение; в - частично эксцентрическое смешанное течение; 1 - границы канала течения; 2 - зона течения; 3 - переход продукта; 4 - переход продукта меняется по периметру силоса; 5 - границы канала течения; 6 - сыпучий продукт в покое; 7 - воронка течения

Рисунок 5.4 - Профили текучести со смешанным течением продукта

а - силос с опорной стенкой; б - низкий силос; в - гибкий силос; г - силос с большой гибкостью; 1 - сыпучий продукт в покое; 2 - границы канала течения; 3 - эффективная воронка течения; 4 - переход продукта; 5 - течение продукта

Рисунок 5.5 - Соотношение сторон (гибкость) при смешанных и внутренних моделях потока продукта

• 1) сыпучий продукт образовывает насыпной конус в заполненном силосе;
• 2) сыпучий продукт не образовывает насыпной конус в заполненном силосе. Поверхность сыпучего продукта при определенных обстоятельствах остается ровной независимо от угла скоса и эксцентриситета при эксцентричном заполнении (см. рисунок 5.6, в ). В этом случае эксцентриситеты еf и et следует принимать равными нулю. а - механическая разгрузка с концентрическим давлением; б - подача воздуха, которая увеличивает скольжение, что способствует массовому потоку; в - пневматическое заполнение порошкообразного сыпучего продукта, обеспечивающее почти ровную его поверхность; г - расширенная воронка, вызывающая массовый поток только в нижней части

Рисунок 5.6 - Специальные устройства для заполнения и разгрузки

5.5Учет воздействий от взрывов

Силосы, в которых возможен аварийный взрыв пылевоздушной смеси, должны быть оборудованы:

• системами предотвращения и подавления взрыва;
• легкосбрасываемыми конструктивными элементами.

5.6Сыпучий продукт

5.6.1 Общие положения

Для определения нагрузок на силос от сыпучего продукта необходимо учитывать следующие влияния:

• изменение параметров сыпучего продукта;
• изменение трения на стенке силоса;
• геометрия силоса;
• методы заполнения и разгрузки.

При необходимости следует определять вид профиля текучести (массовый или центральный поток) по рисунку 5.7.

1 - половинный максимальный угол β воронки; 2 - коэффициент трения о стенки μ n воронки; 3 - зона с возможностью массового потока; 4 - зона с центральным потоком

Рисунок 5.7 - Условия, при которых появляются давления вследствие массового потока в конической воронке

5.6.2 Определение характеристик сыпучего продукта

Характеристики сыпучего продукта, принимающиеся для расчета, должны учитывать возможные изменения свойств вследствие изменений в составе, методах производства, распределении размера зерна, содержания влаги, температуры, возраста и электрического заряда в процессе обращения.

Характеристики сыпучего продукта следует определять по упрощенному методу 5.6.3. Для каждого сыпучего продукта допускается применять общие характеристики по таблице 5.2.

Коэффициенты трения сыпучих продуктов о стенки μ должны учитывать шероховатость поверхностей стенок, вдоль которых они скользят. Различные категории поверхностей стенок перечислены в таблице 5.3.

При необходимости осуществляется соответствующая оценка зоны контакта «сыпучий продукт-стенка» (рисунок 5.8).

Примечание - Для профилей поверхности стенки, которая подобна профилю, представленному на рисунке 5.8, б , коэффициент aw допускается приближенно принимать равным 0,2.

а - профиль с трапециевидными складками; б - профиль с волнами синусоидальной формы; 1 - сыпучий продукт; 2 - поток сыпучего продукта; 3 - скользящая поверхность

Рисунок 5.8 - Габаритные размеры профилей поверхности стенки

Коэффициент сыпучего продукта Сор для локальной поверхностной нагрузки определяют по таблице 5.2.

Таблица 5.2 -Характеристики сыпучего продукта

Примечание - Для сыпучих продуктов, не перечисленных в настоящей таблице, характеристики допускается принимать по результатам испытаний и по СП 108.13330.

Таблица 5.3 -Категории поверхностей стенок

5.6.3 Упрощенный метод определения характеристик сыпучих материалов

Характеристики наиболее распространенных сыпучих продуктов следует определять по таблице 5.2. Указанные в таблице значения удельного веса γ соответствуют верхнему значению, характеристики трения о стенки μ m , отношения горизонтальной нагрузки Km и угла внутреннего трения φ im представляют средние значения этих величин.

Для определения параметров μ, K и φ i перечисленные значения μ m , Km и φ im следует перемножать с так называемыми коэффициентами конверсии или пересчета или делиться на них. Коэффициенты пересчета а указаны в таблице использовать

• 5.2. При расчете максимальных нагрузок необходимо следующие комбинации:

При определении воздействий на силосы класса КС-1 вместо верхнего и нижнего значений допускается использовать средние значения μ m , Km и φ im .

Сцепление сыпучих материалов следует определять при уровне давления, которое соответствует уровню давления в диапазоне максимального вертикального давления заполнения.

Значения коэффициента сыпучего продукта для локальной поверхностной нагрузки Сoр для наиболее распространенных сыпучих продуктов принимают по таблице 5.2.

Примечание - Коэффициент сыпучего продукта для локальной поверхностной нагрузки Сoр определен на основании соответствующих экспериментальных данных.

7.1Общие положения

Для муки, мучнистых и других трудносыпучих продуктов для отделки всей поверхности стенок стальных силосов или их нижней части, а также для выпускных воронок следует применять составы согласно требованиям СП 71.13330.

7.2Основные требования к конструкциям стенок стальных силосов

7.3Основные требования к конструкциям днищ

7.4Особенности возведения фундаментов для силосов с плоским днищем

7.5Основные требования к конструкциям круглого конического покрытия

8.1Цилиндрические стенки

• от равномерно распределенного по периметру стенки горизонтального давления от сыпучего продукта;
• кольцевого горизонтального давления от сыпучего продукта с учетом местных повышений давления;
• локального горизонтального давления.

Таблица 8.1 -Коэффициент надежности по ответственности γ n

Таблица 8.2 -Коэффициенты условий работы основных конструктивных элементов силоса γ с

8.2Воронки и днища

8.3Коническое покрытие

8.4Опорные элементы силоса