最速降线在粮食仓储物流中的应用

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1、工程设计一最速降线在粮食仓储物流中的应用张正华，赵祥涛，张明学，辛烁军(国家粮食储备局郑州科学研究设计院河南郑州450053)摘要：最速降线理论在工程中应用非常广泛，本文详细论述了该理论的基本原理，介绍了变分法求解最速降线的方法，结合目前粮食仓储物流中的相关设备和工艺，讨论了最速降线理论在粮食仓储物流中的应用前景。关键词：最速降线；变分法；粮食仓储TheapplicationofbrachistochroneforthegrainstoragelogisticsZHANGZheng—hua，ZHAOXiang-tao，ZHANGMing—xue，XINShuo-jun(Zhengzhous

2、cienceresearch&designinstitutestateadministrationofgrainreserve．Zhengzhou450053，China)Abstract：Brachistochronetheoryisappliedwidelyinengineering，ThispaperdiscussestheprincipleofthistheoryOndetail，andintroducesthevariationalsolutionmethodofbrachistochron，Combineswiththepresentrelatedequipmentandpro

3、cessofthegrainstoragelogistics，Discussestheapplicationprospectofthebrachistochroneongrainstoragelogistics．Keywords：Brachistochrone；Variationalsolutionmethod；Grainstorage中图分类号：713文献标识码：A文章编号：1007—3582(2010)02—0015—02近年来，我国粮食仓储物流工艺发展迅速，粮擦力，沿什么曲线滑下所需时间最短，这就是著名食的“四散”流通工艺已经广泛应用在国内的各大的最速降线问题，早在1630年伽利略就

4、仔细研究储备库。由于粮食独特的物性和用途，决定了粮食了最速下降的初始模型，他认为球体沿圆弧下降要仓储物流不同于一般的物流T艺，粮食输送设备的比沿直线下降快，但是这是不完全正确的。而后约设计、制造和安装等也都具有了其独有的特点。翰。伯努利等人采用变分法完整地求解了这一问粮食仓储行业，尤其是原粮仓储物流，其储运题，最终求解出了最速降线为一段上凹的旋轮线。的均为颗粒料，且一般为大宗物料的储运，这就决设问题为：求解连接定点A、B的光滑曲线，定了高效的粮食仓储物流就是在保证粮食安全、卫使物体在重力作用下沿曲线以最短时间从A点滑到生的前提下，努力减少磨损，降低粮食破碎率，提B点(初速度为零)，模型简化

5、为质点在不考虑摩高储运设备的输送量，进而提高整个粮食仓储物流擦时的最速下降如图1所示。的效率。1最速降线一个物体(简化为质点)在重力作用下，从一个给定点到不在它垂直下方的另一点，如果不计摩收稿日期：2010—02—23作者简介：张正华(1982一)，男，助工；专业方向为机械制造自动化。张明学(1960一)，男，高工，所长；专业方向为粮食物流。图1最速降线耋／2010糕蹙德通技术15鼹工程设计张正华等：最速降线在粮食仓储物流中的应用把A点作为坐标的原点，在图1所示的坐标系作用，沿直线下滚的球，下滑的加速度保持不变，中B点为B(Xl'Y。)。根据能量守恒定律，质点在速度稳定地增加。沿着旋轮线下

6、滑时，开始的一段的坡度非常大，使得下滑的球在非常短的时间内取曲线y(x)上任一点处的速度署满足得的下滑速度非常大。虽然，在下滑的后半阶段，m(鲁)=，ngy(1)坡度逐渐变小、速度增加变缓，但此时的下滑速度其中s为弧长，将ds=dx代入(1)已经变得很大。所以，沿着旋轮线下滑在整个下滑式得阶段的平均速度很大。即使旋轮线的长度比直线的长度大，沿着旋轮线下滑的时间也比直线短。√2粮食仓储物流中的应用于是质点滑行时间应表为y(x)的泛函最速下降理论在1二程实际中有诸多应用，通过㈨：√(3)分析粮食仓储物流的工艺过程和粮食特殊的物性，端点条件为该理论对粮食仓储业工艺和设备的改进和完善同样y(0)=

7、O，y(x-)=yt(4)具有重要意义。最速降线满足欧拉方程，因为2．1空气斜槽，(，)：^／空气斜槽输送系统即风动斜槽浓相输送系统是利用风机通过透气层吹出的有一定压力的空气使透不含自变量，所以欧拉方程Fx—xFxx—Fxx=0气层上的物料流态化，在倾斜布置的槽内物料靠自可写作身的重力下滑而达到输送目的。通常用于近距离输F一F一FYy'y=o送干燥粉状物料。空气斜槽的结构简单、紧凑、投等价于资、能耗和运行费用很低，运行可