Hydrostatic pressure in granular environment

The problem is that to date there is no general theory of the granular state of matter in a closed form. However, there are some well-developed models that use, for example, the representation of a continuous environment. Typical bulk material is a large conglomeration of micro-mechanical particles...

Повний опис

Збережено в:

Бібліографічні деталі
Дата:	2022
Автори:	Gerasymov, Oleg I., Sidletska, Liudmyla M.
Формат:	Стаття
Мова:	Ukrainian
Опубліковано:	Kyiv National University of Construction and Architecture 2022
Теми:	conical slot hopper (silo) pressure in granular systems lattice gas in gravitational field density field configuration entropy hydrostatics of granular medium
Онлайн доступ:	https://es-journal.in.ua/article/view/260709
Теги:	Додати тег Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
Назва журналу:	Environmental safety and natural resources

Репозитарії

Environmental safety and natural resources

id	es-journalinua-article-260709
record_format	ojs
institution	Environmental safety and natural resources
baseUrl_str
datestamp_date	2022-07-20T07:18:00Z
collection	OJS
language	Ukrainian
topic	conical slot hopper (silo) pressure in granular systems lattice gas in gravitational field density field configuration entropy hydrostatics of granular medium
spellingShingle	conical slot hopper (silo) pressure in granular systems lattice gas in gravitational field density field configuration entropy hydrostatics of granular medium Gerasymov, Oleg I. Sidletska, Liudmyla M. Hydrostatic pressure in granular environment
topic_facet	тиск в гранульованих системах ґратковий газ в гравітаційному полі поле густини конфігураційна ентропія conical slot hopper (silo) pressure in granular systems lattice gas in gravitational field density field configuration entropy hydrostatics of granular medium
format	Article
author	Gerasymov, Oleg I. Sidletska, Liudmyla M.
author_facet	Gerasymov, Oleg I. Sidletska, Liudmyla M.
author_sort	Gerasymov, Oleg I.
title	Hydrostatic pressure in granular environment
title_short	Hydrostatic pressure in granular environment
title_full	Hydrostatic pressure in granular environment
title_fullStr	Hydrostatic pressure in granular environment
title_full_unstemmed	Hydrostatic pressure in granular environment
title_sort	hydrostatic pressure in granular environment
title_alt	Гідростатичний тиск в гранульованому середовищі
description	The problem is that to date there is no general theory of the granular state of matter in a closed form. However, there are some well-developed models that use, for example, the representation of a continuous environment. Typical bulk material is a large conglomeration of micro-mechanical particles of different sizes and shapes that interact with each other and the walls contain containers by mainly repulsive forces in direct mechanical contact (by nature it is forces of electromagnetic origin – dry and viscous friction forces, as well as traction).In the proposed work to study the pressure in a multiparticle micro-mechanical system, a model of a lattice gas in a gravitational field is considered. Analysis of the determination of free energy and entropy allowed us to establish the corresponding equilibrium density profile, which is described by a Fermi-type function. The Fermi profile in the form of a density field was used to find the vertical hydrostatic pressure for which the analytical expression was obtained. Hydrostatic pressure was different from the known relations derived from the theory of condensed matter. The obtained results are confirmed by experimental observations, which indicate a complex, anisotropic significantly different from the known from the theory of condensed matter distribution of even vertical pressure in large conglomerations of discrete micro-mechanical particles. Which really repeats the Fermi distribution. The obtained results stimulate the revision of typical ratios of hydrostatics of continuous media, such as Pascal's laws. Torricelli, Archimedes and Bernoulli in the case of discrete micro-mechanical (granular) systems. The conclusions of the work can be significant in the design and evaluation of operating parameters of storage, release and transportation of bulk cargo, which consist of discrete micro-mechanical conglomerations with different degrees of compaction and compaction.
publisher	Kyiv National University of Construction and Architecture
publishDate	2022
url	https://es-journal.in.ua/article/view/260709
work_keys_str_mv	AT gerasymovolegi hydrostaticpressureingranularenvironment AT sidletskaliudmylam hydrostaticpressureingranularenvironment AT gerasymovolegi gídrostatičnijtiskvgranulʹovanomuseredoviŝí AT sidletskaliudmylam gídrostatičnijtiskvgranulʹovanomuseredoviŝí
first_indexed	2025-07-17T11:18:51Z
last_indexed	2025-07-17T11:18:51Z
_version_	1850411051825233920
spelling	es-journalinua-article-2607092022-07-20T07:18:00Z Hydrostatic pressure in granular environment Гідростатичний тиск в гранульованому середовищі Gerasymov, Oleg I. Sidletska, Liudmyla M. тиск в гранульованих системах ґратковий газ в гравітаційному полі поле густини конфігураційна ентропія conical slot hopper (silo) pressure in granular systems lattice gas in gravitational field density field configuration entropy hydrostatics of granular medium The problem is that to date there is no general theory of the granular state of matter in a closed form. However, there are some well-developed models that use, for example, the representation of a continuous environment. Typical bulk material is a large conglomeration of micro-mechanical particles of different sizes and shapes that interact with each other and the walls contain containers by mainly repulsive forces in direct mechanical contact (by nature it is forces of electromagnetic origin – dry and viscous friction forces, as well as traction).In the proposed work to study the pressure in a multiparticle micro-mechanical system, a model of a lattice gas in a gravitational field is considered. Analysis of the determination of free energy and entropy allowed us to establish the corresponding equilibrium density profile, which is described by a Fermi-type function. The Fermi profile in the form of a density field was used to find the vertical hydrostatic pressure for which the analytical expression was obtained. Hydrostatic pressure was different from the known relations derived from the theory of condensed matter. The obtained results are confirmed by experimental observations, which indicate a complex, anisotropic significantly different from the known from the theory of condensed matter distribution of even vertical pressure in large conglomerations of discrete micro-mechanical particles. Which really repeats the Fermi distribution. The obtained results stimulate the revision of typical ratios of hydrostatics of continuous media, such as Pascal's laws. Torricelli, Archimedes and Bernoulli in the case of discrete micro-mechanical (granular) systems. The conclusions of the work can be significant in the design and evaluation of operating parameters of storage, release and transportation of bulk cargo, which consist of discrete micro-mechanical conglomerations with different degrees of compaction and compaction. Проблема на сьогодні, що загальної теорії гранульованого стану речовини в замкнутому вигляді не існує. Тим не менш, існують і досить розвинені деякі моделі, що використовують, наприклад, уявлення суцільного середовища. Типовий сипкий матеріал являє собою велику конгломерацію мікромеханічних частинок різної величини і форми, що взаємодіють між собою і стінами вміщаючої ємності за допомогою головним чином сил відштовхування при прямому механічному контакті (за природою це сили електромагнітного походження – сили сухого і в'язкого тертя, а також зчеплення).У пропонованій роботі для вивчення тиску у багаточастинковій мікромеханічній системі розглянута модель ґраткового газу у гравітаційному полі. Аналіз визначення вільної енергії та ентропії дозволив встановити відповідний рівноважний профіль густини, який описується функцією типу Фермі. Знайдений результат у вигляді Фермі-профілю поля густини було використано для знаходження вертикального гідростатичного тиску, для якого отримано аналітичний вираз. Гідростатичний тиск виявився відмінним від відомих співвідношень, які випливають з теорії конденсованого стану. Отримані результати підтверджуються експериментальними спостереженнями, які свідчать про складний, анізотропний, суттєво відмінний від відомих з теорії конденсованих систем розподіл навіть вертикального тиску у великих конгломераціях дискретних мікромеханічних частинок, який дійсно повторює риси розподілу Фермі. Отримані результати стимулюють перегляд типових співвідношень гідростатики суцільних середовищ, таких, наприклад, як закони Паскаля, Торрічеллі, Архімеда та Бернуллі у випадку дискретних мікромеханічних (гранульованих) систем. Висновки роботи можуть бути суттєвими при конструюванні і оцінці робочих параметрів ємностей збереження, вивільнення та транспортування сипучих вантажів, які складаються з дискретних мікромеханічних конгломерацій із різними ступенями ущільнення та компактизації. Kyiv National University of Construction and Architecture 2022-06-28 Article Article application/pdf https://es-journal.in.ua/article/view/260709 10.32347/2411-4049.2022.2.86-95 Environmental safety and natural resources; Vol. 42 No. 2 (2022): Environmental safety and natural resources; 86-95 Екологічна безпека та природокористування; Том 42 № 2 (2022): Екологічна безпека та природокористування; 86-95 2616-2121 2411-4049 10.32347/2411-4049.2022.2 uk https://es-journal.in.ua/article/view/260709/257137 Copyright (c) 2022 Gerasymov O.I., Sidletska L.M. http://creativecommons.org/licenses/by/4.0

Hydrostatic pressure in granular environment

Репозитарії

Схожі ресурси