文档介绍：第卷第期年月物理学报
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平面颗粒流的瓶颈效应及其与速度的关系!
鲍德松张训生徐光磊潘正权唐孝威
(浙江大学物理系,杭州!"##$%)
陆坤权
(中国科学院物理研究所,北京"###&#)
($##$ 年’月"" 日收到;$##$ 年% 月( 日收到修改稿)
通过实验研究了二维传送带上圆片颗粒运动与开口大小及传送带速度的关系,发现当开口尺寸! 固定时,存
在临界速度,在范围,流量随速度线性增大,在处关系发生突变改变颗粒运动速度或改变
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开口尺寸! 均有临界值,使颗粒流规律发生转变, 这是由于开口尺寸或速度变化使颗粒间相互作用及颗粒流状态
变化造成的,
关键词:平面颗粒流,瓶颈效应
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流到同步流的相变( "# ,
"3 引言平面上二维颗粒流是与许多实际应用密切相关
的问题, 研究开口尺寸或瓶颈如何影响颗粒流,对于
颗粒流问题在生产、技术、自然界及日常生活中认识交通流、浮冰及物料流等运动规律是十分必
广泛存在,如矿石、粮食等散态物料输送,雪崩、泥石
要的,
流、浮冰等自然灾害,车辆流及人流等, 这类离散态
物质运动规律十分复杂,是尚未很好认识的问题, 近实验装置
[ —] $3
年来,引起物理学家广泛关注" ’,
人们早已研究过漏斗中的颗粒流,由漏斗口流本文研究了在二维传送带上圆片颗粒流通过瓶
出颗粒的流量与漏斗开口的关系可用经验公式
# 颈口的流量# 与传输带速度及开口尺寸之间的关
( )78$ 表示[7,%] 其中为漏斗开口系,讨论了其运动特性将直径为,厚度为
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尺寸, 为颗粒密度, 为重力加速度, 为颗粒直,质量为的铜圆片放在速度可调的平面传
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径, 和为常数对于二维情况,该经验公式可写
’$ , 送带上, 在传送带两侧安装铝合金挡板,使颗粒在宽
成( )!8$ 最近, 等人[&]对二维漏度为( 4 !##;; 的传送带上流动,传送带速度在
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斗中颗粒流的堵塞现象进行了研究,发现颗粒在二#3"#;8= 至$3%7;8= 之间可调, 在传送带一端安装加
料口,同时保证颗粒单层分布于传送带上在传送带
维漏斗口的堵塞概率是漏斗开口大小的函数, 在开,
口尺寸小于颗粒直径倍时,堵塞概率接近,即另一端设置与颗粒运动方向垂直开口,开口尺寸
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时颗粒发生堵塞在交通流中,车辆流量与车连续可调出口下方放置一容器收集流出的颗粒用
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电子秤记录各个时刻容器内颗粒的总质量,其精度
速及车流密度呈复杂关系