Повышение эффективности грунтовых на c осов гидротранспортных систем на горных предприятиях регулированием режимов их работы icon

Повышение эффективности грунтовых на c осов гидротранспортных систем на горных предприятиях регулированием режимов их работы


Смотрите также:
Программа подготовки: Оптимизация структур...
Программа подготовки: Оптимизация структур...
Программа подготовки: Оптимизация структур...
Программа подготовки: Оптимизация структур...
Программа подготовки: Оптимизация структур...
Программа семинара повышения квалификации инженерно-технических работников по приоритетному...
Повышение эффективности малых тэц с гту путем выбора оптимального количества агрегатов и режимов...
Диссертация на соискание научной степени...
Диссертация на соискание научной степени...
Повышение эффективности средств плавной коммутации электроустановок в условиях критических...
Реферат по дисциплине «Система технологий» на тему: «Классификация горных выработок...
Анализ работы мо за 2010/2011 учебный год...



Загрузка...
скачать


На правах рукописи


ДЕМЬЯНОВ Сергей Евгеньевич


ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ГРУНТОВЫХ НАCОСОВ ГИДРОТРАНСПОРТНЫХ СИСТЕМ НА ГОРНЫХ ПРЕДПРИЯТИЯХ РЕГУЛИРОВАНИЕМ РЕЖИМОВ ИХ РАБОТЫ


Специальность 05.05.06 – Горные машины


Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата

технических наук


САНКТ-ПЕТЕРБУРГ

2010

Работа выполнена в государственном образовательном

учреждении высшего профессионального образования Санкт-Петербургском государственном горном институте имени Г.В. Плеханова (техническом университете)


Научный руководитель –

Доктор технических наук, профессор

Виктор Иванович АЛЕКСАНДРОВ


Официальные оппоненты:

Доктор технических наук, профессор
^
Константин Владимирович ФОМИН

Кандидат технических наук

Владимир Петрович ПИРОЖЕНКО


Ведущее предприятие – ЗАО «Механобр инжиниринг».


Защита диссертации состоится 30.09.2010 г. в 14 часов 30 минут на заседании диссертационного совета Д212.224.07 при Санкт-Петербургском государственном горном институте имени Г.В. Плеханова (техническом университете) по адресу: 199106 Санкт-Петербург, 21-я линия, д.2, ауд. 7212.


С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Санкт-Петербургского государственного горного института.


Автореферат разослан 27 августа 2010 года.


Ученый секретарь

диссертационного совета

д.т.н., профессор В.В. ГАБОВ

^ ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ


Актуальность работы. При проектировании гидротранспортных систем (ГТС) на горно-обогатительных комбинатах возникает необходимость определения характерных параметров гидравлического транспорта, на основании которых будет выбрано насосное оборудование, соответствующее требуемой производительности ГТС по твердым хвостам обогащения и необходимому напору для преодоления сопротивлений по длине трубопровода.

Разработанные в разные годы расчетные эмпирические методики определения параметров гидравлического транспорта, базирующиеся на трудах Покровской В.Н., Смолдырева А.Е., Аксенова Н.И., Войтенко В.И., Дмитриева Г.П., Евдокимова П.Д., Кнорозы В.С., Коберника С.Г., Криля С.И., Мельникова Т.И., Сазонова Г.Т., Силина Н.А., Подкорытовой В.С. и др. охватывают практически весь возможный диапазон изменения характеристик гидросмесей хвостов обогащения, но каждая из них в отдельности справедлива лишь для ограниченного диапазона параметров гидросмеси, и приводит к неадекватным расчетным результатам за пределами этого диапазона. В связи с этим проектные решения по расчетным характеристикам гидравлического транспорта и режимам работы грунтовых насосов требуют значительной корректировки при эксплуатации ГТС, что приводит к повышению энергозатрат, значительному водопотреблению и снижению КПД применяемых грунтовых насосов.

В связи c увеличением выхода твердых хвостов обогащения с крупностью частиц до 80-90 % класса -0,044 мм сформировались две фракции твердых частиц гидросмесей хвостов обогащения по крупности на два основных класса: мелкозернистые (средний размер частиц 0 < dcp < 0,1 мм) и крупнозернистые (средний размер частиц 0,1< dcp ≤ 1,0 мм). Теоретически и экспериментально обоснованных расчетных методик для определения параметров гидравлического транспорта мелкозернистых и крупнозернистых хвостов обогащения к настоящему времени не создано.

Применяемые в практике гидравлического транспорта хвостов обогащения способы регулирования режимов работы грунтовых насосов направлены в основном на обеспечение необходимого расхода, при котором достигается максимальный КПД насосной установки. При этом концентрация твердой фазы в потоке пульпы при регулировании не учитывается, и грунтовый насос в системе гидротранспорта работает неэффективно с переменными значениями расхода твердой фазы и, соответственно, развиваемого напора.

Из сказанного следует, что разработка способа регулирования режимов работы грунтовых насосов и методик расчета параметров гидротранспорта мелкозернистых и крупнозернистых гидросмесей хвостов обогащения является актуальной задачей и требует дополнительных теоретических и экспериментальных исследований.

^ Цель работы – разработка способа регулирования работы грунтовых насосов по величине расходной концентрации твердой фазы на основе обобщенной методики расчета гидротранспортных систем горных предприятий при перекачке мелкозернистых и крупнозернистых продуктов переработки минерального сырья.

^ Основные задачи:

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

  • выполнить сравнительный анализ энергетических характеристик гидротранспортных систем и способов регулирования грунтовых насосов при перекачке мелкозернистых и крупнозернистых продуктов переработки минерального сырья;

  • провести теоретический анализ рациональной области применения существующих расчетных методик параметров гидротранспорта и оценить адекватность расчетных результатов для заданного диапазона изменения кинематических характеристик перекачиваемых гидросмесей;

  • разработать метод расчета параметров гидротранспорта мелкозернистых и крупнозернистых гидросмесей продуктов переработки минерального сырья на основе обобщенных характеристик гранулометрического состава и коэффициента крупности твердой фазы;

  • обосновать способ регулирования режимов работы гидротранспортных систем по величине расходной концентрации твердой фазы и разработать передаточную функцию грунтового насоса как объекта управления динамической системы;

  • провести экспериментальные исследования энергетических характеристик гидротранспортных систем при перекачке мелкозернистых и крупнозернистых гидросмесей в условиях горного предприятия и оценить адекватность теоретических зависимостей и математических моделей.

  • разработать программу компьютерного моделирования для расчета и проектирования гидротранспортных систем предприятий горной промышленности.

^ Идея работы – режим работы грунтового насоса необходимо регулировать с учетом соответствия его гидромеханических характеристик расчетным параметрам потока гидросмеси по величине расчетной концентрации твердой фазы и заданному расходу пульпы, а параметры потока гидросмеси при гидравлическом транспорте мелкозернистых и крупнозернистых гидросмесей рудных хвостов обогащения следует определять на основе расчетных методик.

^ Методы исследований – включают теоретический анализ существующих расчетных методик с использованием математического аппарата, экспериментальные исследования по определению основных параметров гидротранспорта и КПД насоса в лабораторных и промышленных условиях, обработку результатов методами математической статистики.

^ Научная новизна:

- получена зависимость частоты вращения рабочего колеса грунтового насоса от номинальной концентрации твердой фазы в объеме перекачиваемой гидросмеси.

- установлено, что потери напора при гидротранспорте твердой фазы гидросмесей рудных хвостов обогащения пропорциональны концентрации твердой фазы в степени 0,67 и величине обобщенного коэффициента крупности, значение которого зависит от средневзвешенного диаметра твердых частиц мелкозернистых и крупнозернистых гидросмесей.


^ Защищаемые научные положения:

1. С целью достижения наибольшей эффективности гидравлического транспортирования и максимизации КПД грунтового насоса необходимо использовать регулирование гидромеханических характеристик и частоты вращения рабочего колеса грунтового насоса по величине отклонения расходной концентрации твердой фазы от расчетных номинальных значений и расходу пульпы на основе разработанной математической модели грунтового насоса.

2. В процессе гидравлического транспортирования твердой фазы в режиме критической скорости во всем диапазоне гранулометрического состава твердых частиц потери напора следует определять с учетом обобщенного коэффициента крупности, линейно зависящего от средневзвешенного диаметра твердых частиц, и принимающего соответствующие значения для мелкозернистых и крупнозернистых гидросмесей рудных хвостов обогащения, учет которого позволяет повысить точность расчета потерь напора при транспортировании твердой фазы.

^ Обоснованность и достоверность научных положений, выводов и рекомендаций подтверждена теоретическими исследованиями, результатами лабораторных экспериментов, сопоставлением результатов теоретических и экспериментальных исследований с применением методов математической статистики и регрессионного анализа. Среднеквадратичное отклонение фактических от расчетных значений параметров не превышает 2-5%.

^ Практическая значимость работы:

- разработан алгоритм управления ГТС и способ регулирования гидромеханических характеристик и частоты вращения рабочего колеса грунтового насоса по отклонению величины расходной концентрации от расчетных номинальных значений, соответствующих заданной производительности ГТС по твердому материалу.

- разработана методика инженерного расчета параметров гидротранспорта мелкозернистых и крупнозернистых гидросмесей рудных хвостов обогащения, алгоритм и программа компьютерного моделирования ГТС горно-обогатительных комбинатов;

^ Апробация работы. Результаты исследований и основные положения диссертационной работы обсуждались на межрегиональной научно-практической конференции «Освоение минеральных ресурсов Севера: проблемы и решения» (Воркута, 2009), научной конференции молодых ученых «Полезные ископаемые России и их освоение» (Санкт-Петербург, 2006, 2007, 2009); 14-ой Международной конференции “Transport and Sedimentation of Solid Particles”, 21-27 июня 2008 г.; межкафедральных семинарах горно-электромеха-нического и нефтегазового факультетов Санкт-Петербургского государственного горного института (технического университета), (2007, 2008), на заседаниях кафедры транспорта и хранения нефти и газа СПГГИ (ТУ).

^ Личный вклад соискателя:

  • разработан способ регулирования гидромеханических характеристик грунтового насоса и алгоритм управления гидротранспортной системой, основанный на изменении концентрации твердых частиц в потоке гидросмеси;

  • разработана методика расчета параметров потока мелкозернистых и крупнозернистых гидросмесей;

  • разработан стенд и методики проведения экспериментальных исследований.

Публикации: по теме диссертации опубликовано 7 научных работ, в том числе 3 работы в журналах, рекомендованных ВАК.

^ Структура и объем работы: диссертация состоит из введения, 4 глав, заключения, изложенных на 217 страницах, содержит 58 рисунков, 17 таблиц, список литературы из 95 наименования и приложений.

Автор выражает искреннюю благодарность коллективу кафедры транспорта и хранения нефти и газа СПГГИ(ТУ), а также к.т.н. Кибиреву В.И., к.т.н. Чеснокову П.С., Виногородскому Э.Б. за помощь и консультации в процессе выполнения работы.

^ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы работы и необходимость проведения теоретических исследований существующих инженерных методик для разработки алгоритма расчета параметров гидравлического транспорта мелкозернистых и крупнозернистых хвостов обогащения и экспериментальных исследований для определения способа регулирования гидромеханических характеристик грунтового насоса.

В первой главе проанализированы различные способы регулирования гидромеханических характеристик грунтовых насосов, проведено их сравнение и даны рекомендации по выбору наиболее эффективного способа. Рассмотрен ряд наиболее известных инженерных методик для расчета параметров потока гидросмеси. Уделено внимание изученности и состоянию процесса гидравлического транспортирования. На основе выполненного анализа были сформулированы цель и задачи исследования.

^ Во второй главе определен вид обобщенной функции мощности установки грунтового насоса в системе гидротранспорта от концентрации твердых частиц в потоке гидросмеси, проведен анализ рассматриваемых расчетных методик, в ходе которого выделены две - для мелкозернистых и крупнозернистых хвостов обогащения, расчетные параметры которых наиболее адекватны промышленным данным.

В третьей главе представлены результаты экспериментальных исследований, в ходе которых установлена зависимость КПД насосного агрегата от переменных параметров гидросмеси и определена функциональная зависимость удельных потерь напора и критической скорости потока гидросмеси хвостов обогащения железной руды от концентрации мелкозернистых и крупнозернистых твердых частиц в объеме гидросмеси, гранулометрического состава хвостов обогащения и диаметра трубопровода.

Исследования проводились на опытно-промышленной гидротранспортной установке в условиях ОАО “Качканарский ГОК “Ванадий”.

В четвертой главе представлен способ регулирования гидромеханических характеристик грунтового насоса и методики расчета параметров гидравлического транспорта мелкозернистых и крупнозернистых хвостов обогащения с учетом полученной зависимости обобщенного коэффициента крупности от заданного гранулометрического состава твердой фазы.

В Заключении приведены основные выводы и рекомендации по результатам диссертационной работы.
^

научные положения, ВЫНОСИМЫЕ НА ЗАЩИТУ


1. С целью достижения наибольшей эффективности гидравлического транспортирования и максимизации КПД грунтового насоса необходимо использовать регулирование гидромеханических характеристик и частоты вращения рабочего колеса грунтового насоса по величине отклонения расходной концентрации твердой фазы от расчетных номинальных значений и расходу пульпы на основе разработанной математической модели грунтового насоса.

Рассмотренные способы регулирования режимов работы насосов с той или иной эффективностью используются при работе насосных установок на чистых (гомогенных) жидкостях, таких как вода, нефть, химические жидкости и растворы. В этом случае задачей регулирования является обеспечить необходимый расход перекачиваемой жидкости при наименьших энергетических затратах. При работе на гидросмеси, представляющей собой неоднородную жидкую среду (гетерогенную), основное влияние на режимы работы насоса оказывает твердая фаза, от свойств которой зависят как производительность всего технологического оборудования гидротранспортной системы, так и его энергетические характеристики, определяемые удельными потерями напора. Это влияние было исследовано опытным путем на экспериментальной гидротранспортной установке (рис. 1).



Рис. 1. Схема экспериментальной гидротранспортной установки

Анализ экспериментальных данных по определению КПД грунтового насоса показывает, что КПД насосного агрегата, а, следовательно, и насоса, возрастает с увеличением концентрации твердой фазы. С уменьшением концентрации и увеличением расхода пульпы, при постоянной производительности трубопровода по твердому материалу, КПД насосного агрегата (и насоса в отдельности) уменьшается. Опытные данные по определению удельных потерь напора показывают, что дополнительные потери напора зависят от крупности твердых частиц. Установлено, что значение удельных потерь напора возрастает с увеличением концентрации твердых частиц в потоке гидросмеси, как для крупнозернистых гидросмесей, так и для мелкозернистых. Полученные эксперименты по критической скорости показывают ее зависимость от величины исходной концентрации твердой фазы в потоке пульпы.

В связи с этим, концентрация перекачиваемой пульпы при работе грунтовых насосов должна рассматриваться как регулируемый параметр, который в совокупности с необходимым расходом пульпы, должен обеспечить расчетные или номинальные энергетические и гидромеханические характеристики, как самого насосного агрегата, так и всей гидротранспортной системы.

Для обеспечения номинальных расчетных гидромеханических характеристик выражение для гидравлической мощности N было преобразовано к виду

, (1)

где - плотности гидросмеси и несущей среды соответственно, кг/м3; ^ L – длина трубопровода, м; v – средняя скорость потока гидросмеси, м/c; η – механический КПД.

Здесь можно выделить два типа параметров: постоянные и те, значения которых изменяются в процессе гидравлического транспорта. К постоянным относятся диаметр трубопровода , плотность чистой жидкости (воды), длина трубопровода, механический КПД (), т.е.

. (2)

Тогда мощность насосной установки запишется в следующем виде

=, (3)

где - переменный параметр, являющийся функцией концентрации гидросмеси, т.е. .

Используя теорию подобия гидравлических машин, приходим к соотношению, которое можно принять за управляющую функцию в системах гидротранспорта при регулировании рабочих режимов центробежных насосов.

, (4)

где со – номинальная (расчетная) концентрация твердой фазы в потоке гидросмеси; с1 – текущая (расходная) концентрация твердой фазы , - расходная плотность гидросмеси, - заданная плотность твердого материала.

В итоге формула для регулирования частоты вращения может быть представлена в виде выражения:

, (5)

Здесь no – номинальная частота вращения рабочего колеса грунтового насоса. Измеряемым параметром системы регулирования частоты вращения рабочего колеса грунтового насоса является плотность перекачиваемой пульпы - .

Таким образом, равенство (5) можно использовать для разработки управляющей функции в системах автоматического регулирования, где - управляющий параметр.

Реализация системы регулирования может быть осуществлена по следующей принципиальной схеме (рис. 2).


В ГТС


Рис. 2. Схема регулирования центробежного насоса в системе

гидротранспорта:

1 - нагнетательный трубопровод, 2 - индукционный расходомер (ИР), 3 – радиоизотопный плотномер (ПР-2), 4 – вторичный преобразовательный прибор, 5 – линии связи системы управления, 6 – сумматор – преобразователь (микропроцессор), 7 – тахогенератор (тиристорный преобразователь), 8 –асинхронный электродвигатель, 9 – предохранительная муфта, 10 – центробежный насос, 11 – всасывающий трубопровод, 12 – задвижка, 13 – зумпф гидросмеси, 14 – датчик уровня гидросмеси в зумпфе, 15 – исходный поток пульпы



Основными элементами системы управления являются индукционный расходомер 2; радиоизотопный плотномер 3 с вторичным преобразовательным прибором 4, сумматор-преобразователь, выполненный в виде микропроцессора 6; тахогенератор или тиристорный преобразователь частоты 7.

Система работает следующим образом: исходный поток пульпы 15 поступает в зумпф 13 из технологического процесса обогащения полиметаллической руды и подается в центробежный насос 10 через всасывающий трубопровод 11 при открытой управляющей задвижке 12. На вертикальном участке нагнетательного трубопровода 1 установлен радиоизотопный плотномер 3 типа ПР-2 или ПЖР (гамма-консистометр с элементом гамма излучения Со60) и вторичный преобразователь 7, фиксирующий интенсивность величины поглощения гамма-излучения и преобразующий значение плотности гидросмеси в соответствующее значение силы тока. Усиленный сигнал управления поступает по линиям связи 5 в сумматор-преобразователь. Сюда же поступает сигнал от индукционного расходомера 2, установленного на горизонтальной части нагнетательного трубопровода 1. Обработанный и преобразованный в соответствии с функцией (5) сигнал поступает на вход тахогенератора или высокочастотного преобразователя 7, подключенного к асинхронному электродвигателю 8 и модулирует требуемую частоту вращения ротора и соответственно рабочего колеса насоса, соединенного с электродвигателем через упругую муфту 9.

Данную структурную схему рекомендуется использовать для управления грунтовыми насосами в системах гидротранспорта химической, перерабатывающей промышленности и обогатительных фабрик горной отрасли.


2. В процессе гидравлического транспортирования твердой фазы в режиме критической скорости во всем диапазоне гранулометрического состава твердых частиц потери напора следует определять с учетом обобщенного коэффициента крупности, линейно зависящего от средневзвешенного диаметра твердых частиц, и принимающего соответствующие значения для мелкозернистых и крупнозернистых гидросмесей рудных хвостов обогащения, учет которого позволяет повысить точность расчета потерь напора при транспортировании твердой фазы.

Основная часть известных методик расчета гидротранспорта построена 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 у стенки трубопровода.

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 с трубопроводом, как динамическая система, в итоге придут в равновесное состояние, 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.

В результате были выбраны 2 методики - ВНИИГ им. Веденеева и института Механобр - ИГМ УССР, которые во всем диапазоне изменения условий гидротранспорта дают результаты адекватные фактическим значениям.

Область применения выбранных методик определяется следующим диапазоном исходных параметров: производительность систем гидротранспорта - т/ч; плотность твердой фазы - т/м3; массовая концентрация твердых частиц - (; средневзвешенная крупность твердых частиц - мм.

Для определения параметров гидравлического транспортирования мелкозернистых гидросмесей в работе используется методика института Механобр-ИГМ УССР, а для крупнозернистых гидросмесей - методика ВНИИГ им. Веденеева. Диаметр трубопровода определяется, исходя из условия, что средняя скорость течения гидросмеси совпадает с критической скоростью потока, то есть .

Определение общих потерь напора на гидравлический транспорт складывается из двух составляющих – потерь напора несущей среды и потерь напора на транспортирование твердого материала (табл. 1).

. (6)

Существующий метод и расчетные формулы требуют предварительно найти параметр , который определяется по справочным таблицам в зависимости от средневзвешенного диаметра твердых частиц и диаметра трубопровода. Так как диаметры трубопроводов заданы в некотором диапазоне, приходится применять линейную экстраполяцию, для конкретного значения диаметра.

Кроме этого, коэффициент разнозернистости , который принимается по графику гранулометрического состава. Здесь также имеем неопределенность в расчете.

После ряда математических преобразований были исключены неопределенности с ко эффициентами δ и j путем замены этих параметров обобщенным коэффициентом крупности , линейно зависящего от средневзвешенного диаметра твердых частиц.


Таблица 1

Формулы расчета потерь напора

Методика института

Механобр-ИГМ УССР

Методика ВНИИГ

им. Веденеева







Примечание: - коэффициент гидравлических сопротивлений при течении воды; - критическая скорость, м/c; g - ускорение свободного падения, м/с2; D - диаметр трубопровода, м; δ - коэффициент относительной крупности; Δ - коэффициент разнородности твердых частиц; - средневзвешенный диаметр твердых частиц, мм; - объемная концентрация твердых частиц в потоке пульпы; β - коэффициент формы твердых частиц; F - коэффициент, учитывающий влияние мелких частиц на снижение энергозатрат при гидротранспорте; j - коэффициент разнозернистости.

Причем для мелкозернистых гидросмесей обобщенный коэффициент крупности определяется по формуле

, (7)

где - обобщенный коэффициент крупности для мелкозернистых гидросмесей; s – относительная плотность твердой фазы.

Область применения этой формулы ограничена максимальным средневзвешенным диаметром твердых частиц мм.

Для крупнозернистых гидросмесей обобщенный коэффициент крупности имеет вид:

, (8)

где - обобщенный коэффициент крупности для крупнозернистых гидросмесей.

Нижняя граница применения этой формулы определяется средневзвешенным диаметров твердых частиц мм.

Графическое представление зависимости обобщенного коэффициента крупности от средневзвешенного диаметра твердых частиц для мелкозернистых и крупнозернистых гидросмесей хвостов обогащения представлено на рис. 3.

Исходя из выше сказанного приходим к тому, что дополнительные потери напора при гидравлическом транспорте твердой фазы в режиме критической скорости во всем диапазоне гранулометрического состава твердых частиц пропорциональны обобщенному коэффициенту крупности, линейно зависящего от средневзвешенного диаметра твердых частиц в областях, ограниченных мелкозернистыми и крупнозернистыми частицами.

То есть в формуле потерь напора (6), выражение для дополнительных потерь напора запишется в следующем виде:

, (9)

Таким образом, выражение для общих потерь напора будет выглядеть следующим образом:

(10)




Рис. 3. Зависимость обобщенного коэффициента крупности от средневзвешенного диаметра твердых частиц для мелкозернистых и крупнозернистых гидросмесей хвостов обогащения


Заключение


В диссертации, представляющей собой законченную научно-квалификационную работу, на базе выполненных теоретических и экспериментальных исследований была решена актуальная научно-практическая задача разработки методик и алгоритма расчета параметров гидравлического транспорта хвостов обогащения и способа регулирования расходно-напорных характеристик грунтовых насосов.

Основные научные результаты и практические рекомендации, заключаются в следующем:

  1. Установлена и обоснована зависимость частоты вращения рабочего колеса грунтового насоса от концентрации твердых частиц в потоке гидросмеси, рекомендуемая к применению в качестве передаточной функции при проектировании автоматических систем управления для частотного регулирования режимов работы гидротранспортных систем по величине расходной концентрации твердой фазы Предложена принципиальная схема регулирования управления частотой вращения рабочего колеса грунтового насоса.

  2. Выполнен сравнительный анализ режимных энергетических характеристик гидротранспортных систем и способов регулирования грунтовых насосов при перекачке мелкозернистых и крупнозернистых продуктов переработки минерального сырья. Установлено, что наиболее эффективным способом регулирования из существующих способов является частотное регулирование.

  3. Выполнен теоретический анализ рациональной области применения существующих расчетных методик параметров гидротранспорта, и оценена адекватность расчетных результатов для заданного диапазона изменения кинематических характеристик перекачиваемых гидросмесей на основе промышленных данных по гранулометрическому составу и основным характеристикам рудных хвостов обогащения. В итоге отобраны две методики для расчета параметров гидротранспортирования крупнозернистых и мелкозернистых гидросмесей.

  4. Разработана методика расчета параметров гидротранспорта мелкозернистых и крупнозернистых гидросмесей продуктов переработки минерального сырья на основе обобщенных характеристик гранулометрического состава и коэффициента крупности твердой фазы, который заключается в повышении точности и упрощении расчета удельных потерь напора на транспортирование твердой фазы.

  5. Разработана компьютерная программа для расчета основных параметров гидротранспорта и выбора насосного оборудования. Расчетные методики и программа были внедрены и рекомендованы к использованию при проектировании хвостовых хозяйств в ЗАО “Механобр инжиниринг”.



^ Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Демьянов С.Е. Моделирование трубопроводного транспортирования пастообразных пульп // Записки Горного института. СПб, 2009. №182. С.74-77.

2. Демьянов С.Е. Обоснование параметров технологического оборудования при гидравлическом транспортировании высококонцентрированных гидросмесей // Записки Горного института. СПб, 2007. №173. С.75-79.

3. Demyanov S. Mathematical simulation of viscous-plastic flow of paste pulps with variable parameters // Materialy XLVIII Sesji Pionu Gorniczego. - Krakow, 2007. P.175.

4. Демьянов С.Е. Влияние тонкодисперсных фракций на гидрокрупность твердых частиц хвостов обогащения медной руды // Записки Горного института. СПб, 2006. №167, ч.1. С.168-170.

5. Демьянов С.Е. Математическая модель гидравлического транспортирования пастообразных пульп / С.Е. Демьяноа, В.И. Александров // Труды 6-ой межрегиональной научно-практической конференции “Освоение минеральных ресурсов Севера: проблемы и решения”. - Воркута, 2008. - С.367-371.

6. Demijanov S. The rheological properties of high concentration slurry at pipeline transportation on example of copper-nickel ore tailings / Demijanov S., Alexandrov V., Ivanov S., Asatur K. // Materials of 14th International Conference on Transport & Sedimentation of solid particles. - Saint-Petersburg, 2008. - P.23-32.

7. Демьянов С.Е. Влияния концентрации твердой фазы на энергоемкость процесса гидравлического транспорта / С.Е. Демьянов, О.В. Козачок // Труды XIV Международного симпозиума имени академика М.А. Усова студентов и молодых ученых “Проблемы геологии и освоения недр” / Изд-во Томского политехнического университета. - Томск, 2010. - С.447-449.





Скачать 216,66 Kb.
оставить комментарий
ДЕМЬЯНОВ Сергей Евгеньевич
Дата29.09.2011
Размер216,66 Kb.
ТипАвтореферат диссертации, Образовательные материалы
Добавить документ в свой блог или на сайт

Ваша оценка этого документа будет первой.
Ваша оценка:
Разместите кнопку на своём сайте или блоге:
rudocs.exdat.com

Загрузка...
База данных защищена авторским правом ©exdat 2000-2017
При копировании материала укажите ссылку
обратиться к администрации
Анализ
Справочники
Сценарии
Рефераты
Курсовые работы
Авторефераты
Программы
Методички
Документы
Понятия

опубликовать
Загрузка...
Документы

наверх