旋转底硅仓中长粒物料的卸料

我们研究长粒物料（长度为 $L$=20 mm、圆截面直径 $d_c$=6 和 8 mm 的木销）从具有旋转底和直径 $D$ 的圆形孔口的硅仓中的流动。在小孔口范围（$D/d<5$）内，堵塞主要由旋转底座打破，流动呈间歇性，伴随雪崩与临时堵塞。此处 $d\equiv(\frac{3}{2}d_c^2L)^{1/3}$ 为有效颗粒直径。与球形颗粒不同，对棒状颗粒而言，在间歇态的较小孔口尺寸下，流率 $W$ 明显偏离幂律关系 $W\propto (D-kd)^{2.5}$（其中 $W$ 仅在临时堵塞间隙测得）。相反，在约 $D/d<3$ 以下检测到指数关系 $W\propto e^{\kappa D}$。这里 $k$ 和 $\kappa$ 为量级为一的常数。更为重要的是，旋转硅仓底座导致流率显著下降——超过 50%——而在连续流态下流率原本对 $\omega$ 值无明显依赖。在间歇态中，$W(\omega)$ 似乎呈现非单调趋势，尽管存在相当噪声。我们提出一个简单图像，以漏斗流向质量流的转换及旋转导致的木销排列来解释观测到的球形与长粒物料之间的差异。我们还观察到底部剪切诱导的木销取向有序化，其长轴平均以一小角度 $\langle\theta\rangle \approx 15^\circ$ 朝向底座运动方向。