Confined granular flow in silos with inserts — Full-scale experiments

Abstract

The paper describes results of experimental investigations of confined granular flow in a silo with different inserts. Over 100 experiments were carried out with dry cohesionless sand in a large metal silo with and without inserts at Tel-Tek, dept. POSTEC, in Norway. Wall pressures and flow patterns were measured during both silo filling and emptying. Three different insert types were used in the silo: double cone, cone-in-cone and inverted cone. Different positions of inserts were also investigated. Experimental results with inserts were compared with those without inserts. Some design recommendations for silos equipped with inserts were worked out.

Simulation of silo filling and discharge using ANSYS and comparison with experimental data

“…The type of flow is primarily governed by the forces acting on the walls, and the parameters which exert most influence are the angle of the hopper and the angle of friction between the material and the hopper wall. In mass flow, all the material moves, and this type of flow is both typical of smooth walled hoppers with large outlets as well as being the most commonly employed in industrial processes because it is the most efficient discharge system and avoids dead zones that can alter the properties of the material stored (Wójcik et al, 2012).…”

Forças verticais e de atrito em silos cilíndricos com fundo plano

“…Ao mensurar as ações ocasionadas por grãos de trigo em um silo cilíndrico de paredes lisas com relação altura/diâmetro igual a 2, Ruiz et al (2012) verificaram que as pressões foram máximas nos primeiros segundos da descarga atingindo diferenças acima de 20% entre a fase estática e a dinâmica. Wójcika et al (2012) também constataram, estudando as forças existentes em um silo com contra-tremonha e relação altura/diâmetro igual a 3, os maiores valores no início do descarregamento, da ordem de 23kPa e diferença para as pressões estáticas de 21,7%.…”

Emprego de inserts em silos metálicos: revisão sobre o padrão de fluxo dos produtos e distribuição das cargas na estrutura

“…Os inserts surgem como opção para solução de problemas de fluxo, redução das pressões na estrutura durante a descarga ou indução do padrão de fluxo necessário, por agir alterando os estados de tensão principalmente na zona de transição da tremonha, além de promover a redistribuição das partículas antes de atingirem o orifício de descarga (Zuriguel et al, 2011;López et al, 2014;Ding et al, 2015;Kobyłka et al, 2019). Uma grande variedade de configurações de inserts é empregada, por exemplo, formas básicas, como cones, discos ou anéis, e mais elaboradas, como cone duplo e BINSERT® (Yang & Hsiau, 2001;Hartl et al, 2008;Wójcik & Tejchman, 2008;Wójcik et al, 2012;Kobyłka et al, 2019).…”