Numerical and experimental analysis of temperature effects of reinforced concrete cylindrical silo bins

• Autorzy: Łapko A. , Prusiel J.

Warianty tytułu

PL

Numeryczna i eksperymentalna analiza wpływu temperatury na żelbetowe ściany w komorach cylindrycznych silosów

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

In this paper the theoretical and experimental analysis of heat transfer and temperature distribution problem concerning the reinforced concrete cylindrical silo walls is presented. The algorithms of numerical procedures for the needs of determination of silo wall temperature distribution and some results of numerical tests are given. For the purpose of verification of the theoretical approach, the fully filled grain silo in natural scale was examined during a long period and the chosen results of temperature distribution through the wall perimeter and wall thickness were presented. The results of experimental works were analysed as the effects of thermal actions fully filled silo wall structure. In this analysis the numerical model of silo wall was applied, taking into account the interaction between grain medium and wall structure.

PL

W niniejszej pracy przedstawiono teoretyczną i eksperymentalną analizę problemu przepływu ciepła i rozkładów pól temperatury w ścianach żelbetowych cylindrycznych silosów. Opisano algorytmy programu numerycznego do analizy przepływu ciepła dla zadania kontaktowego: cylindryczna ściana - ośrodek sypki wypełniający komorę silosu. Przedstawiono wyniki kilkudniowych ciągłych badań rozkładów pól temperatury w ścianie rzeczywistwgo żelbetowego silosa na zboże weryfikujące rozwiązania uzyskane na drodze numerycznej. Dla celów analizy efektów termicznych wywołanych nałożeniem na konsturkcję komory pól temperatury, sformułowano założenia interakcyjnego modelu numerycznego walcowej ściany silosu wypełnionej ośrodkiem sypkim. Wykorzystując dane z badań doświadczalnych na obiekcie silosu rzeczywistego, zademonstrowano wyniki testów obliczeniowych z zastosowaniem modelu numerycznego ściany uwzględniającego jej interakcję z ośrodkiem sypkim.

Słowa kluczowe

PL

temperatura; ściana żelbetowa; silos; komora cylindryczna; analiza eksperymentalna; analiza numeryczna

• Wydawca: Komitet Inżynierii Lądowej i Wodnej PAN ; Politechnika Warszawska, Wydział Inżynierii Lądowej
• Czasopismo: Archives of Civil Engineering
• Rocznik: 1998
• Tom: Vol. 44, nr 1
• Strony: 121--148
• Opis fizyczny: Bibliogr. 20 poz., il.

Twórcy

autor

Łapko A.

• Białystok Uniwersity of Technology

autor

Prusiel J.

• Białystok Uniwersity of Technology

Bibliografia

• 1. L.T. JAKOWLEW, Tempieraturnyje napriazenija w cylindriczeskich zelezobetonnych silosach elewatorow, Beton i Zelezobeton, No. 5, p. 16, 1980.
• 2. A. BORCZ, M. MAJ, A. TROCHANOWSKI, Guidelines for design, construction and operation of reinforced concrete silos, Scientific Papers of the Institute of Structural Engineering, T. U. of Wrocław, No. 61, Wrocław, p. 66, 1991.
• 3. P. ANDERSEN, Temperature stresses in steel grain-storage tanks, Civil Engineering - ASCE, 36 (1): 74, 1996.
• 4. Q. ZHANG, V.M. PURI, H.B. MANBECX, M.C. WANG, Finite element model for predicting static and thermally induced bin wall pressures, Transactions of the ASAE, vol. 30(6): 1797-1806, November-December 1987.
• 5. A. ŁAPKO, W. STACHURSKI, Experimental determination of some effects of RC silo shell and bulk medium interaction in grain elevator bins, Archives of Civil Engineering, 33, 4, pp. 427-443, 1987.
• 6. A. ŁAPKO, Effects of bulk medium reaction on RC bin walls in grain silos in operation, Scientific Papers of T.U. of Białystok, No. 7, Structural Engineering Series, Białystok, p. 224, 1989.
• 7. A. ŁAPKO, R. TRIBIŁŁO, Influence of interaction of the bulk medium and silo bin on distribution of internal forces in circular wall cross sections, Archives of Civil Engineering, 35, 3-4, pp. 313-327, 1989.
• 8. A. ŁAPKO, Computational model of silo shell with grain and wall structure interaction, Revista do Departamento de Engenharia Civil de Universidade do Minho, Minho, Portugalia, No. 4, pp. 31-42, 1996.
• 9. D. OGNIWEK, Berechnung der Temperaturen in Zementklinkersilos, Bautechnik, No. 56, pp. 37-40, 1979.
• 10. G.E. BLIGHT, Measurements on full size silos, Part 1: Temperature and strains, Bulk Solids Handling, vol. 7(6), pp. 781 -786, 1987.
• 11. A.P. WANICZEW, Izwiestija Akademii Nauk SSSR, OTN, No. 12, 1946.
• 12. R. BANACH, Experimental analysis of pressure and temperature in a silo for raw limestone flour, Ph. D. Thesis, Report in: Scientific Papers of the Institute of Structural Engineering, T.U. of Wrocław, No. 72, Wrocław 1986.
• 13. L.T. JAKOVLEV, W.I. KARIEV, B.A. SKORIKOV, lssledowanija wozdejstwija temperatury na stienki żelezobetonnych zernowych silosow, in: "lssledowanija napriażonnogo sostojanija żelezobetonnych silosnych soorużenij", Saratow, pp. 3-10, 1982.
• 14. J. PETER, Analysis and design of large capacity silos or circular bins for clinker, design of silo wall for hot bulk material, in: 11-th Working Session of the IASS Cominittee of Pipes and Tanks, Prace Naukowe Instytutu Budownictwa Politechniki Wrocławskiej, Wrocław, pp. 89-116, 1983.
• 15. Q. ZHANG, V.M. PURI, H.B. MANBECK, Finite element predicted static and thermally induced loads in grain bins, Transactions of the ASAE, vol. 32(6): 2131-2136, November-December 1989.
• 16. Q. ZHANG, V.M. PURI, H.B. MANBECK, Static and thermal loads in full size grain bins predicted by vectorized FEM on supercomputer, Transactions of the ASAE, vol. 32(2): 685-690, March-April 1989.
• 17. W.N. BAJKOV, E.E. SIGAŁOV, Żelezobetonnyje konstrukcji. Strojizdat, Moskwa, p. 767, 1978.
• 18. K. EHLERS, Beiträge zur Ermittlung von Schüttgutkonstanten und deren Einfluss auf Silolasten, Dissertation TU Brauschweg, 1979.
• 19. El H. BARTALI, F.J. HATFIELD, Forces in cylindrical grain silos caused by decreasing ambient temperature, ACI Structural Journal, vol. 87(1): 108-116, January-February 1990.
• 20. H.B. MANBECK, G.L. NELSON, Three dimensional constitutive equations for wheat en masse, Transactions of the ASAE, vol. 18(6): 1122-1127, 1975.