Pagina 13 van: Bulk 4-2022

3

4
4

7

5

8

5

1 2

6 6
6 6

druk

σ1’

σp
σ1

13juni 2022 4 / Opslag

rie en de producteigenschappen is de kri-
tische uitstroomopening te bepalen. Dat is
de opening waarbij zich net geen stabiele
schacht zal vormen.

Eigen sterkte
Analoog aan de brugvorming bij massa-
stroom-silo’s [2] kan voor de schachtvor-
ming worden gerekend met een hoofd-
spanning σ1 en een eigen sterkte σp
van het product in de schachtwand. De
schacht zal bezwijken wanneer de schacht-
belasting groter is dan de eigen sterkte van
de schacht, dus als σ1’ > σp (analoog aan
afb. 2). De grootte van de schachtbelasting
σ1’ is afhankelijk van de schachtdiameter
en de statische inwendige wrijvingshoek
σi van het stortgoed. Om de hoofdspan-
ning σ1 te bepalen zijn twee benaderin-
gen mogelijk: de bovengrens- en de onder-
grensbenadering.

Bovengrensbenadering
Bij de bovengrensbenadering gaat men
er van uit dat σ1 gelijk is aan de verticale
spanning op de beschouwde diepte in de
silo: σz. Voor gedrongen silo’s kan men
hiervoor de ongesteunde stortgoeddruk
nemen, dus σ1 = γ • h, waarin γ het stort-
gewicht en h de vulhoogte voorstelt. Bij
slanke silo’s kan men σ1 berekenen met de
algemene spanningstheorie.
De bij σ1 behorende waarde van de eigen-

sterkte σp is af te leiden uit de gemeten
flowfunctie van het product. In de meeste
gevallen zal het daarbij gaan om de tijds-
flowfunctie, aangezien het product in de
schachtwand langere tijd onder druk stil-
staat, zelfs al is de schacht niet stabiel. Uit
de voorwaarde σ1’ ≤ σp volgt dan de mini-
maal benodigde diameter van de schacht
(of de breedte van een spleetvormige ope-
ning, of de diagonaal van een rechthoekige
opening) om de vorming van een stabiele
schacht te voorkomen. In de praktijk wordt
hierop een toeslag van 25% gegeven. Deze
benadering ligt in de praktijk nogal aan de
veilige kant, omdat in de meeste gevallen
een trechter aanwezig is die de stabiliteit
van een mogelijke schacht enigszins on-
dermijnt.

Ondergrensbenadering
In oudere literatuur treft men ook wel de
ondergrensbenadering aan. Hierbij is het
uitgangspunt dat de grootte van σ1 niet af-
hankelijk is van de hoogte van het product
in de silo, maar afhangt van de spanning
op de schachtwand als gevolg van het ei-
gen gewicht van het product in de schacht.
Op basis van de producteigenschappen en
met wat vereenvoudigingen kan men zo
een flowfactor ff voor schachtvorming be-
rekenen. Deze flowfactor is analoog aan de
berekening voor brugvorming uit te zetten
tegen de gemeten (tijds)flowfunctie FF(t),

Afb. 3 Brugvorming treedt niet op als de benodigde sterkte (σ1′) groter is
dan de sterkte van het product zelf (σp). Beide sterktes zijn een functie van
de hoofdspanning (σ1) in de silo

Afb. 2 Een silo met massastroming (1) waar dus alle product (3) in beweging

is, naast twee silo’s (2) met verschillende gradaties van kernstroming.

In beide kernstroomsilo’s stroomt een deel van het product (4) langs de

kanaalwanden (5), terwijl ander product (6) stil staat. In de uiterst rechter

silo beweegt het product zich langs de silowand (7) en vormt zich een

interne trechter (8)

waarbij het snijpunt de kritische waar-
de van σ1’ geeft (analoog aan afb. 3).
Uit die waarde is de kritische schacht-
diameter en de benodigde uitstroom-
opening af te leiden. De ondergrensbe-
nadering zal echter in veel gevallen de
kritische diameter waarbij geen stabie-
le schachtvorming kan optreden, sterk
onderschatten. In de praktijk is deze
benadering alleen toepasbaar bij slan-
ke kernstroom-silo’s met een voldoende
steile trechterhoek, als regel een trech-
terhoek met de verticaal α < 40°.

Controle op brugvorming
Bij kernstroom-silo’s met een axiaalsym-
metrische stroming – dus met een ronde
of vierkante trechter – waarin zich geen
stabiele schacht zal vormen, zal ook geen
brugvorming optreden. Bij een spleetvor-
mige opening echter kan dat over de klein-
ste afmeting wél gebeuren. Een controle
hierop kan plaatsvinden op dezelfde wijze
als bij massastroming. Het probleem bij
kernstroming is echter dat het product niet
langs de silowand uitstroomt, maar in een
in het product zelf gevormde trechter. Hier-
van is de hoek niet zonder meer bekend. In
feite is hierdoor ook de grootte van de flow-
factor ff niet bekend. In de praktijk kiest
men meestal de waarde 1,7, wat overeen-
komt met een interne, halve trechterhoek
van 30°. Met deze waarde voor ffp (de flow-

12-13-14_silotechnologie-2.indd 13 14-06-2022 16:18