Вследствие того, что форма выпускной воронки определяет процесс истечения, конструкция силоса и выпускной воронки должна соответствовать схеме истечения рассматриваемого продукта.
К технически удовлетворительному решению могут привести две системы:
- распространенная конфигурация силоса с цилиндрической основной частью и конической выпускной воронкой; известно много различных вариантов;
- силосы специальной формы с установкой или без установки дополнительных средств, облегчающих процесс истечения (побудителей).
Выбор любой системы может быть сделан только после сравнительного исследования строительных и эксплуатационных затрат. До этого необходимо решить, какое истечение (в виде «центрального потока» или «массового потока») возможно, желательно или требуется. Ниже дается описание основных видов истечения сыпучих продуктов из силоса.
«Центральный поток» — это такой вид выпуска из силоса, при котором не происходит движения продукта вниз по отношению к стене силоса. Первоначальная выгрузка после открытия выпускного отверстия обусловлена полным разрыхлением продукта непосредственно над отверстием; при этом образуется центральный столб или воронка. Эта воронка устойчиво продвигается вверх с незначительным увеличением диаметра до тех пор, пока не достигнет поверхности насыпи и не образуется конусная впадина. При этом уровень свободной поверхности не снижается. Продукт выходит из силоса за счет потери уплотнения насыпи в центральной воронке. Впоследствии диаметр воронки возрастает по мере того, как впадина достигает стен силоса.
Продукт располагается на поверхности приблизительно под углом естественного откоса и скользит с верхней части столба в центр воронки. Такой вид выпуска имеет ряд недостатков.
Рассмотрение последовательности истечения следующих друг за другом слоев продукта показывает, что продукт, первым поступивший в силос, выходит из него последним (первый на входе — последний на выходе). Это особенно неблагоприятно для силосов при их одновременном заполнении и опорожнении. Продукт в пассивной, или не находящейся в движении, зоне будет оставаться в силосе более длительное время, что повышает опасность ухудшения качества, нежелательных химических реакций, самосогревания и расслоения.
Истечение в виде центрального потока должно использоваться только для продуктов, обладающих хорошей сыпучестью и состоящих из крупных частиц и с минимальной опасностью сводообразования. К таким продуктам относится зерно, которое представляет собой гранулированный сыпучий материал. Учитывая это, а также исходя из затрат на строительство, обычно используются силосы с истечением в виде центрального потока. «Массовый поток» характеризуется тем, что вся масса продукта перемещается одновременно в направлении к выпускному отверстию. Фактически массовый поток имеет место в том случае, если хранящийся продукт движется в силосе всей массой так, что сечения потока остаются в основном горизонтальными, и поверхность при движении вниз сохраняет свой первоначальный профиль. Поток перемещается вдоль стен, а также в центральной зоне силоса, и продукт, который входит в силос первым, первым и выходит из силоса (первый на входе — первый на выходе).
Этот вид истечения имеет ряд преимуществ над истечением в виде центрального потока.
1. В результате того, что продукт, который первым поступает в силос, в первую очередь и выходит из силоса, расслоение продукта ограниченно.
2. Так как внутреннее трение ограниченно, перемещение более крупных частиц продукта замедляется.
3. Во время процесса истечения продукт постоянно скользит вдоль стен и уменьшается опасность завала.
Массовый поток возникает при следующих трех условиях:
- выпускная воронка достаточно крутая и гладкая;
- на продукт, находящийся в выпускной воронке, давит продукт, имеющийся в центральной части силоса;
- выпускное отверстие достаточно большое.
Недостатки силоса с массовым потоком состоят в том, что нестандартная форма выпускной воронки и разгрузочной задвижки делает силос значительно более дорогостоящим, а при выпуске зерна возникают большие горизонтальные нагрузки, обычно называемые динамическими.