ANALYSIS OF DISTRIBUTION OF SAND CONCENTRATION BY SIZES, THEIR AVERAGE WEIGHTED FINENESS AND THE SLURRY FLOW RATE ALONG THE CROSS-SECTIONAL HEIGHT OF A SLURRY PIPELINE
АНАЛИЗ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ КОНЦЕНТРАЦИИ ПЕСКА ПО ФРАКЦИЯМ, ИХ СРЕДНЕВЗВЕШЕННОЙ КРУПНОСТИ И СКОРОСТИ ТЕЧЕНИЯ ГИДРОСМЕСИ ПО ВЫСОТЕ СЕЧЕНИЯ ГИДРОТРАНСПОРТНОЙ ТРУБЫ

S Salnikov, G Karandaev
2016 Bulletin of South Ural State University series Construction Engineering and Architecture  
В работе [1] сделана попытка экспериментального определения взаимозависимостей гидродинамических параметров гидросмеси с механическими параметрами частиц твёрдой фазы при их расслоении по высоте живого сечения трубы. В настоящей статье сделан более глубокий анализ выявленных зависимостей применительно к разработке малоэнергоемкой технологии обогащения песков в сужающихся лотках [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] . Для выбора оптимальных геометрических параметров сужающегося лотка необходимо знать:
more » ... а необходимо знать: характер изменения концентрации твердого компонента гидросмеси (в нашем случае -песок) по высоте сечения трубы; порядок изменения скорости течения на тех же координатах; величины длины и высоты активного участка лотка, на которой параметры P i и Ʋ i стабилизируются имея ввиду, что параметры Ʋ ср и P ср лотка гидросмеси, вводимой в лоток, остаются относительно постоянными. При этом большой интерес представляет закономерность прирастания скорости течения гидросмеси по мере увеличения ординаты её замера при непременном уменьшении концентрации твердого P ί . В табл. 1 и на рис. 1-3 представлены результаты исследования зависимости P i = f(h i ) для двух разных составов песка, отличающихся средневзвешенной крупностью d ср плотностью минеральных составляющих -γ т и средневзвешенной гидравлической крупностью. При этом пески по классификации ГОСТ 8736-93 относится к тонким. Для определения степени влияния плотности минеральных составляющих зернистого материала были проанализированы результаты четырех опытов (95, 99, 133 и 137) на очень тонкой концентратной смеси с d ср =0,06 мм, γ т =3,362 г/см 3 и гидравлической крупностью 0,80 см/с. Из анализа графиков на рис. 1 можно отметить следующее: -чем меньше параметр k= Ʋ ср Ʋ кр , тем на меньшей высоте h i начинается снижение концентрации твердого P i ; в пределах h i = 1-8 см снижение происходит очень резко (опыты 15 и 19), а выше -темп снижения концентрации становится очень замедленным. Закономерность такого явления очень проста -при уменьшении Ʋ ср снижается и турбулентность потока гидросмеси, что приводит к большей их концентрации в придонной области трубы; -при равных значениях концентрации твёр- практически сливаются, что указывает на превалирующее значение концентрации в подобных случаях; -при малых величинах P i , % и больших -параметра k (более 2 -те же опыты) снижение концентрации происходит более плавно. В этом случае несомненное влияние турбулентности потока гидросмеси. В последних двух обстоятельствах расслоение твёрдого компонента по крупности по высоте потока возможно только на достаточно длинном активном участке трубопровода, что вызывает определённые трудности конструирования компактной обогатительной установки на основе сужающегося лотка. Приведен подробный анализ взаимозависимости скорости ввода гидросмеси песка в гидротранспортную трубу, определены: оптимальная величина взаимосвязи скорости ввода гидросмеси в лоток Ʋ ср и критической Ʋ кр (параметр k=Ʋ ср /Ʋ кр ); определено влияние параметра k на размер активной зоны расслоения песка по крупности в зависимости от величины плотности частиц, составляющих твердую фазу гидросмеси; выявлена линейная зависимость приращения скорости потока гидросмеси по мере приближения к ее свободной поверхности в лотке. В совокупности эти результаты значительно облегчают конструирование сужающегося лотка в технологической схеме малоэнергоемкой технологии обогащения песка. Ключевые слова: средневзвешенные начальные параметры гидросмеси, концентрация твердой фазы, скорость ее ввода в трубу, критическая скорость, расслоение по крупности, граничное зерно, гидравлическая крупность.
doi:10.14529/build160104 fatcat:z75hwfzyjjc5xljhijmuhvrdde