立筒仓广泛应用于粮食、煤等散体物料存储，对于具有较高黏度、流动性差的物料，在卸料过程中容易发生结拱、堵死等现象，严重影响生产效率。

筒仓结拱现象与物料内摩擦角、黏度、颗粒尺寸、筒仓几何等密切相关，各参数之间复杂的相互作用导致难以规避结拱现象，且筒仓尺寸较大，拆装、改装极为不便，后期安装破拱装置一方面会增加成本，另一方面效果经常不理想。

案例简介

以某热电厂所用立筒仓为例，该筒仓为回转体。在实际使用时，常发生堵塞，尤其是内存物料长期堆放时，即便安装敲击锤亦效果不佳。

物料为含水率高、黏度较大的煤块。

通过EDEM离散元仿真模拟物料在筒仓内堆积、装卸状态，能够直观展示物料流动规律，观察结拱位置，从而有针对性地进行结构优化，降低结拱风险。

还原筒仓结拱状态

在EDEM中对煤块进行标定后，首先模拟长期静置后筒仓内的物料堆积状态，提取颗粒压缩力，待稳定后开始进行卸料。

由筒仓卸料仿真视频可知：物料流动缓慢，且不连续。在壁面转折处存在严重结拱及堵塞现象，长期使用必然会出现堵死、无法卸料的状况。

优化后筒仓卸料效率显著提升

出现结拱的原因除物料本身特性以外，还与筒仓结构有关，过大的截面收缩率变化会导致物料内摩擦力及物料与壁面间摩擦力增加，进而导致结拱。

针对筒仓易结拱位置，控制截面收缩率，降低壁面摩擦力，按照特定的规则进行曲面化。在EDEM中仿真优化筒仓结构后的卸料状态。

优化后的物料流动状态明显改善，出口流量较大增加，且中断次数明显减少。仅在出口刚打开时出现断续流动的现象，这主要是因为物料黏度较高，长期静放导致物料粘结。

通过EDEM后处理提取筒仓结构优化前后的出口质量流量数据，由下图曲线可知，优化后的卸料效率显著提升。

筒仓侧壁压力分析

除结拱仿真及结构优化外，还可以提取筒仓侧壁压力以供结构强度校核。

其中，可直观看到动态卸料及长期静置后的最大压力大于静态最大壁面压力。因此，有必要对筒仓卸料过程进行仿真，提取最大压力进行强度计算。

总结

1. 通过EDEM仿真软件，能够还原筒仓物料堆积及结拱状态。

2. 出现结拱除因物料本身特性以外，还与筒仓结构有关，过大的截面收缩率变化会导致物料内摩擦力及物料与壁面间摩擦力增加，进而导致结拱。针对筒仓易结拱位置进行结构优化，通过控制特定位置的截面收缩率，能够有效降低结拱风险，从而大幅提升卸料效率，为企业带来极大的经济效益。

3. 此外，借助EDEM能够模拟筒仓静态、卸料过程、长期静置等不同工况，通过提取不同工况下的最大壁面压力进行强度计算，以保证作业过程的安全性。