立筒倉廣泛應用于糧食、煤等散體物料存儲，對于具有較高黏度、流動性差的物料，在卸料過程中容易發(fā)生結拱、堵死等現(xiàn)象，嚴重影響生產效率。

筒倉結拱現(xiàn)象與物料內摩擦角、黏度、顆粒尺寸、筒倉幾何等密切相關，各參數之間復雜的相互作用導致難以規(guī)避結拱現(xiàn)象，且筒倉尺寸較大，拆裝、改裝極為不便，后期安裝破拱裝置一方面會增加成本，另一方面效果經常不理想。

案例簡介

以某熱電廠所用立筒倉為例，該筒倉為回轉體。在實際使用時，常發(fā)生堵塞，尤其是內存物料長期堆放時，即便安裝敲擊錘亦效果不佳。

物料為含水率高、黏度較大的煤塊。

通過EDEM離散元仿真模擬物料在筒倉內堆積、裝卸狀態(tài)，能夠直觀展示物料流動規(guī)律，觀察結拱位置，從而有針對性地進行結構優(yōu)化，降低結拱風險。

還原筒倉結拱狀態(tài)

在EDEM中對煤塊進行標定后，首先模擬長期靜置后筒倉內的物料堆積狀態(tài)，提取顆粒壓縮力，待穩(wěn)定后開始進行卸料。

由筒倉卸料仿真視頻可知：物料流動緩慢，且不連續(xù)。在壁面轉折處存在嚴重結拱及堵塞現(xiàn)象，長期使用必然會出現(xiàn)堵死、無法卸料的狀況。

優(yōu)化后筒倉卸料效率顯著提升

出現(xiàn)結拱的原因除物料本身特性以外，還與筒倉結構有關，過大的截面收縮率變化會導致物料內摩擦力及物料與壁面間摩擦力增加，進而導致結拱。

針對筒倉易結拱位置，控制截面收縮率，降低壁面摩擦力，按照特定的規(guī)則進行曲面化。在EDEM中仿真優(yōu)化筒倉結構后的卸料狀態(tài)。

優(yōu)化后的物料流動狀態(tài)明顯改善，出口流量較大增加，且中斷次數明顯減少。僅在出口剛打開時出現(xiàn)斷續(xù)流動的現(xiàn)象，這主要是因為物料黏度較高，長期靜放導致物料粘結。

通過EDEM后處理提取筒倉結構優(yōu)化前后的出口質量流量數據，由下圖曲線可知，優(yōu)化后的卸料效率顯著提升。

筒倉側壁壓力分析

除結拱仿真及結構優(yōu)化外，還可以提取筒倉側壁壓力以供結構強度校核。

其中，可直觀看到動態(tài)卸料及長期靜置后的最大壓力大于靜態(tài)最大壁面壓力。因此，有必要對筒倉卸料過程進行仿真，提取最大壓力進行強度計算。

總結

1.?通過EDEM仿真軟件，能夠還原筒倉物料堆積及結拱狀態(tài)。

2.?出現(xiàn)結拱除因物料本身特性以外，還與筒倉結構有關，過大的截面收縮率變化會導致物料內摩擦力及物料與壁面間摩擦力增加，進而導致結拱。針對筒倉易結拱位置進行結構優(yōu)化，通過控制特定位置的截面收縮率，能夠有效降低結拱風險，從而大幅提升卸料效率，為企業(yè)帶來極大的經濟效益。

3. 此外，借助EDEM能夠模擬筒倉靜態(tài)、卸料過程、長期靜置等不同工況，通過提取不同工況下的最大壁面壓力進行強度計算，以保證作業(yè)過程的安全性。