ИНЖЕНЕРНЫЕ МЕТОДИКИ РАСЧЕТА ПАРАМЕТРОВ ГИДРОТРАНСПРОРТА

Основная часть известных методик расчета гидротранспорта построены на эмпирических зависимостях основных параметров взвесенесущего потока от крупности транспортируемого материала, его плотности, концентрации твердых частиц и производительности системы. К основным параметрам относятся: критическая скорость потока пульпы, диаметр трубопровода и гидравлический уклон в режиме критической скорости.

Определяющей характеристикой транспортируемой гидросмеси является гранулометрический состав твердой фазы или крупность частиц материала. В зависимости от крупности частиц изменяются гидравлические характеристики трубопроводов. Известны различные классификации гидросмесей по крупности твердой фазы, которые можно свести к двум широким группам:

- мелкозернистые гидросмеси (крупность частиц менее 0,1 мм),

- крупнозернистые (крупность частиц в диапазоне 0,1 – 0,5 мм).

Кривые потерь напора потоков мелкозернистых гидросмесей, подобны кривым для потоков чистой жидкости (воды). Эпюра скоростей практически симметрична продольной оси трубопровода. Распределение концентрации в потоке совпадает с эпюрами скоростей. В центральной части трубы формируется ядро течения с максимальной концентрацией. При удалении от оси трубы концентрация частиц равномерно уменьшается до нуля на стенке трубопровода. С увеличением крупности и скорости кривые отодвигаются одна от другой и расходятся с кривой для воды.

Потери напора для крупнозернистых гидросмесей (0,1-0,5 мм) при увеличении скорости располагаются выше кривой для чистой воды. С увеличением крупности частиц кривые все более отодвигаются одна от другой. С увеличением скорости кривые приближаются к кривой для воды.

Таким образом, для одного и того же твердого материала, одной плотности, но различного гранулометрического состава наблюдаются различные потери напора, определяющие затраты энергии на транспортирование гидросмеси. На основании значений потерь напора и производительности определяется типоразмер насоса. В случае неверного выбора расчетной методики, результаты которой не будут соответствовать действительности или иметь высокую погрешность, насос будет выбран неправильно. Тем не менее, насос, как динамическая система, в итоге придет в равновесное состояние с трубопроводом, но при этом не будут соблюдены номинальные характеристики по расчетным значениям параметров гидротранспорта.

В связи с явной неопределенностью существующих расчетных методик по области их применения в работе была выполнена проверка и установлена их адекватность для двух типов гидросмесей: мелкозернистых и крупнозернистых.

Наиболее известные расчетные методики: методика Войтенко-Коберника, методика Смолдырева, методика Дмитриева, методика Криля, методика ИГМ УССР и института «Механобр», методика ЛГИ им. Г.В. Плеханова, методика Силина, методика ВНИИГ им. Веденеева, методика Кнорозы-Евдокимова, методика Мельникова, методика Аксенова-Подкорытовой.

1.1 Методика Войтенко-Коберника [ ]

-гидравлический уклон - ;

- критическая скорость - .

1.2 Методика Смолдырева [ ]

-гидравлический уклон - ;

- критическая скорость - .

1.3 Методика Дмитриева