Вестник МГТУ. 2019, Т. 22, № 1.

Лаптев В. В. Численное моделирование потока раздробленной горной массы. моделей кусков до верхней границы. Слои сыпучего материала одинаковой толщины. Общее число кусков от 30 до 50 тыс. После заполнения расположенная у отверстия заслонка убиралась, и начиналось свободное истечение материала. В ряде экспериментов бункер сверху постоянно пополнялся новыми порциями кусков. а б в Рис. 2. Примеры моделей бункеров: а - параллелепипед с воронкой, угол откоса 45° (засыпан кусками); б - паралелепипед с плоским дном; в - цилиндр Fig. 2. Hopper models: a - parallelepiped with chute, slope angle of 45° (filled with particles); б - parallelepiped with flat bottom; в - cylinder Анализ численных экспериментов показал, что на результаты существенное влияние оказывают форма кусков, гранулометрический состав среды, геометрические параметры бункера и состояние материала. Упрощение модели путем использования кусков сферической формы приводит к многократному ускорению расчетов, но в то же время значительно изменяет поведение материала. Куски сферической формы стремятся достигнуть выпускного отверстия по траектории, близкой к прямолинейной. Характер перемещения несферических кусков аналогичен описанному в ряде публикаций [1-4]. Кроме того, в модели со сферическими частицами скорость истечения выше, а частицы из верхних слоев гораздо раньше достигают выпускного отверстия. Для примера в табл. 2 представлен послойный выход сыпучего материала из бункеров, изображенных на рис. 3, а, б, с указанием общей массы выпущенных кусков и процентного содержания каждого слоя в этой массе. Из табл. 2 следует, что скорость внедрения слоев сыпучего материала при использовании кусков сферической и несферической формы различна, это наиболее значимо проявляется в количестве выпущенных частиц 4-го слоя. В моделях других бункеров сохранялась та же тенденция. а б в Рис. 3. Развитие воронки внедрения в модели через 60 с после начала выпуска: а - несферические частицы; б - сферические частицы; в - несферические частицы, модель без пополнения Fig. 3. Infiltration of the layers of matreial after 60 s of draw: a - faceted particles; б - spherical particles; в - faceted particles, non-rechargeable model На рис. 3, а-в представлен вертикальный разрез модели и показано положение воронки внедрения через 60 с после начала выпуска в режиме свободного истечения. 152