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Ursachen und Vorhersage von Silovibrationen – ein Beitrag zur baustatischen Silodimensionierung

IGF-Nr. 18744 BR

Forschungsstelle 1: TU Bergakademie Freiberg, Institut für Mechanische Verfahrenstechnik und Aufbereitungstechnik
Projektleiter 1: Prof. Dr. Urs Peuker
Forschungsstelle 2: TU Bergakademie Freiberg, Institut für Maschinenelemente, Konstruktion und Fertigung
Projektleiter 2:

Prof. Dr.-Ing. Matthias Kröger

Laufzeit: 01.06.2015 - 30.11.2018

Beim Entleeren dünnwandiger Metallsilos kann es bei monodispersen Schüttgütern zu Silovibrationen kommen, die als Lärm-emission (Silohupen) auf die Umwelt oder als mechanische Beanspruchung (Silobeben) auf das Bauwerk selbst einwirken. Als Ursache für Silovibration werden dynamische Effekte angesehen, die durch den Schüttgutfluss im Silo angeregt werden und in Wechselwirkung mit der Silostruktur stehen. Welcher Natur diese dynamischen Effekte sind, ist derzeit nicht abschließend geklärt. Auch ist eine Vorhersage von Silovibrationen mit konventionellen Untersuchungsmethoden nur im eingeschränkten Maße möglich. Ziel der Arbeiten ist es daher, eine genormte Methode zur Charakterisierung der internen- und Wand-Stick-Slip-Neigung von Schüttgütern zu entwickeln, um damit die labortechnische Vorhersage von Silovibrationen zu verbessern. Ferner sollen die Kraft- bzw. Schwingungsübertragungen aus dem Schüttgut in die Silostruktur, d.h. auf den Apparat selbst, über eine Modellierung quantifiziert werden, um den bisher nicht berücksichtigten Einfluss der Elastizität der technischen dünnwandigen Struktur zu erfassen. Hierzu sollen auf Basis von Wandreibungsmessungen mit betriebsnahen Vertikalspannungen die partikelmechanischen Ursachen des Stick-Slip-Effektes der Reibpartner Schüttgut/Schüttgut bzw. Schüttgut/Silowand ermittelt werden. Diese Untersuchung der Bewegung von Einzelpartikeln in der Schüttung, sowohl gegeneinander als auch in Interaktion mit der Silowand, dienen dem Verständnis zur Entstehung des Stick-Slip-Effektes. Darauf aufbauend erfolgt eine Modellbildung und Modellierung der Partikelbewegung mit dem Ziel hieraus die dynamischen Kräfte auf die Silowandung und deren Reaktion zu bestimmen.

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BMWi-Logo Das IGF-Vorhaben Nr. 18744 BR der Forschungsvereinigung Forschungs-Gesellschaft Verfahrens-Technik e.V., Theodor-Heuss-Allee 25, 60486 Frankfurt am Main wurde über die AiF im Rahmen des Programms zur Förderung der industriellen Gemeinschaftsforschung (IGF) vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages gefördert.

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