Рассмотрен вопрос о влиянии концентрации твердой фазы на снижение энергетических затрат и удельной энергоемкости при транспортировании пульпы. Показан порядок подготовки гидросмеси из теку щих хвостов обогащения. Приведена схема и описана работа гидрофицированного агрегата для сгущения и гидротранспорта закладочных смесей. Показана схема движения твердых частиц в одном из узлов комплекса – пластинчатом сгустителе. В сводной таблице указаны основные конструктивные параметры и характеристики пластинчатого сгустителя. Приведен общий вид лабораторной установки, используемой для экспериментальных исследований с гидросмесью при различных концентрациях. Представлен пример расчета производительности, плотности и удельной нагрузки. Определена зависимость напряжения сдвига от градиента скорости для различных концентраций пульпы. Проведены экспериментальные исследования процесса сгущения получения гидросмеси из текущих хвостов обогащения. Выявлено, что геометрические размеры сгустителя зависят от концентрации твердой фазы в транспортируемой смеси. Сделан вывод, что расход гидросмеси и потери напора являются функциями реологических характеристик вязкопластической гидросмеси и могут быть рассчитаны по выведенным расчетным зависимостям.
Существующие методы определения эффективной мощности, основанные на расчете средней индикаторной работы двигателя за рабочий ход поршня, не учитывают при движении изменение термодинамических параметров и политропную работу двигателя, значение которой зависит от политропного КПД рабочего цикла. Это является причиной того, что расчет эффективной мощности приводит к некоторой погрешности – запасу особенности двигателя. Выявление этого запаса позволяет пересмотреть всю линейку карьерных самосвалов в сторону увеличения их паспортной эффективной мощности, что приведет к снижению капитальных затрат на закупку благодаря выбору ранее недооцененного и более дешевого варианта, а также снижению текущих издержек деятельности из-за снижения степени удельного расхода топлива. Учет стохастического характера транспортного процесса и оценка влияния всех внешних и внутренних факторов при расчете рационального режима работы карьерного самосвала позволяют дополнительно снизить удельный расход топлива с помощью выбора рациональной скорости его движения в груженом и порожнем направлениях.
В качестве объекта исследования выступает система гидротранспорта хвостов обогащения железной руды на АО «ЕВРАЗ Качканарский ГОК». Целью работы являлось определение параметров гидравлического транспорта хвостов обогащения железной руды при массовых концентрациях твердой фазы от 30 до 70 % и разработка рекомендаций для промышленной эксплуатации систем гидротранспорта высоконцентрированных пульп ЦХХ Качканарского ГОКа. Проведены лабораторные исследования параметров гидротранспорта сгущенных хвостовых пульп с разработкой методики расчета; опытно-промышленные испытания гидротранспортной системы в условиях ЦХХ Качканарского ГОКа. Установлено, что при использовании полиуретановых покрытий внутренней поверхности пульповодов значительно (в 1,75 раза) снижаются удельные потери напора на гидротранспорт сгущенных смесей. Это позволяет значительно увеличить дальность транспортирования для укладки хвостов обогащения в дальние участки хвостохранилища. Внедрение результатов исследований – в проекте реконструкции и развития хвостохранилища ЦХХ Качканарского ГОКа на период 2018-2020 гг. Предлагается использовать результаты работы в проекте реконструкции системы гидротранспорта в ЦХХ Качканарского ГОКа путем перехода на гидротранспорт гидросмесей, сгущенных до массовых концентраций 35-40 % в пульповодах с внутренним полиуретановым покрытием, что обеспечит энергосбережение в технологическом процессе гидротранспорта.
В статье приведены аналитические расчеты удельных потерь напора при гидравлическом транспортировании гидросмесей хвостов обогащения железной руды Качканарского ГОКа при складировании хвостов обогащения в хвостохранилище. Расчеты выполнены по результатам экспериментальных исследований зависимости удельных потерь напора от шероховатости внутренней поверхности трубопроводов, футерованных полиуретановым покрытием. В процессе экспериментального определения шероховатости полиуретановых покрытий трубопроводов установлено, что величина физической шероховатости покрытий более, чем в четыре раза меньше шероховатости стальных трубопроводов, что приводит к снижению коэффициентов гидравлических сопротивлений, входящих в расчетную формулу удельных потерь напора – формулу Дарси –Вейсбаха. Рассчитаны коэффициенты относительной и эквивалентной шероховатостей для трубопроводов с покрытием и без покрытия. Сравнительные расчеты показали, что применение полиуретановых покрытий гидротранспортных трубопроводов способствует снижению удельной энергии при гидравлическом транспортировании хвостов обогащения железной руды Качканарского ГОКа в 1,5 раза. Для оценки характера и интенсивности изменения физической шероховатости опытных образцов труб с полиуретановым покрытием были выполнены эксперименты по наработке шероховатости на лабораторном гидравлическом стенде. Подготовленная гидросмесь хвостов обогащения железной руды Качканарского ГОКа прокачивалась по кольцевому трубопроводу, в линейной части которого были установлены последовательно три опытных образца труб с покрытием. Эксперименты показали, что шероховатость после наработки 484 ч на всех образцах трубопроводов изменяется незначительно. Значения шероховатости находятся в интервале от 0,814 до 0,862 мкм. В результате обработки экспериментальных данных методами математической статистики получена эмпирическая формула для расчета наработанной шероховатости поверхности полиуретанового покрытия в зависимости от времени работы трубопровода на гидросмеси хвостов обогащения железной руды.
Анализ работы систем гидротранспорта на горно-обогатительных комбинатах показыва-ет высокую трудоемкость работ при эксплуатации оборудования, высокий гидроабразивный износ грунтовых насосов и трубопроводов, низкий рабочий ресурс насосов, высокую метал-лоемкость и энергоемкость гидротранспортных систем. Главной причиной недостаточной эффективности гидравлического транспорта является гидроабразивный износ рабочих колес применяемых грунтовых насосов, что вызывает нарастающий уровень вибрации насосов, снижение напорных характеристик, общего технического состояния гидротранспортной сис-темы и как результат – низкий рабочий ресурс насосов, не превышающий 500 ч непрерывной работы. В статье показано, что в качестве критерия периода нормальной эксплуатации грун-товых насосов можно использовать коэффициент технического состояния, значение которого пропорционально относительному напору, развиваемому насосом, степени гидроабразивного износа рабочего колеса и общему времени непрерывной работы. Коэффициент технического состояния грунтового насоса может быть выражен в виде функции текущего расхода системы среднеквадратичного значения скорости вибрации, вызванной неравномерным износом рабо-чего колеса насоса. Результаты теоретических и экспериментальных исследований были ис-пользованы для разработки алгоритма и оборудования метода экспресс-диагностики и мони-торинга грунтовых насосов гидротранспортных систем, по данным которых принимается ре-шение о необходимости ремонта насосного оборудования.
Применение стандартных методик расчета гидротранспорта, используемых для гидро-смесей с малыми концентрациями твердой фазы, для гидротранспорта высококонцентриро-ванных смесей приводит к значительным расхождениям между практическими значениями потерь напора и полученными в результате расчета. Основным фактором, определяющим ошибки расчета гидротранспорта гидросмесей с высокими концентрациями твердой фазы, при использовании стандартных методик является то, что в них не учитываются реологиче-ские характеристики и параметры, в значительной степени влияющие на величину удель-ных потерь напора. Предлагаемая модель движения пульпы и разработанная на основе этой модели расчетная методика позволяют определять параметры гидротранспорта с погрешно-стью не более 0,1.
Проблема снижения энергопотребления при гидравлическом транспорте продуктов переработки минерального сырья является одной из самых важных в горной промышленности. Увеличение концентрации твердой фазы в перекачиваемом потоке гидросмеси приводит с одной стороны к уменьшению объемной производительности гидротранспортной системы, а с другой к увеличению потерь давления и необходимого напора для преодоления гидравлических сопротивлений. Проблема минимизации удельного расхода энергии при гидравлическом транспорте продуктов обогащения особенно актуальна в настоящее время, когда в горной промышленности наметилась тенденция гидравлического транспортирования гидросмесей высоких концентраций и паст. В статье показано, что удельная энергоемкость в определяющей степени зависит от производительности системы гидротранспорта по твердому материалу и эта зависимость имеет экстремальный характер. При малых концентрациях твердых частиц для обеспечения необходимой производительности необходимо перекачивать значительные объемы оборотной воды, что приводит к большим затратам электроэнергии. С увеличением концентрации происходит снижение объемного расхода пульпы и удельной энергоемкости процесса. Процесс снижения энергоемкости протекает до некоторого критического значения концентрации, при достижении которой с дальнейшим увеличением концентрации энергоемкость процесса увеличивается.
В работе рассмотрена физическая модель течения прямой эмульсии высоковязкой нефти, учитывающая как структурные, так и пластические свойства вязкопластических жидкостей. На основании теоретических исследований, подтвержденных экспериментальными данными, разработан алгоритм расчета параметров трубопроводного транспортирования высоковязкой нефти в эмульсионном состоянии.
Предпринята попытка на теоретическом уровне оценить величину начального напряжения сдвига при гидравлическом транспортировании высококонцентрированных гидросмесей хвостов обогащения руды. Используются отдельные положения теории подобия при сочетании чисел Рейнольдса, Фруда и Эйлера, совокупность которых привели к новому безразмерному критерию, характеризующему начальное напряжение сдвига.
Один из сложных аспектов в проектировании и разработке глубоководных комплексов – создание экономичных и надежных систем подъема, осуществляющих транспортирование полезного ископаемого от подводного забоя до водной поверхности к транспортному плавучему средству. В качестве системы подъема горной массы весьма перспективными являются подводные модули с погружной камерой, соединенной с транспортным трубопроводом, по которому транспортируется минеральное сырье в виде гидросмеси. К неисследованным вопросам, непосредственно связанным с возможностью проектирования и создания погружных камер, относится расчет параметров вертикального подъема горной массы с больших глубин.
Водоугольные суспензии (ВУС), представляющие собой гидросмесь измельченного угля с водой, можно отнести к технологическим видам энергетического топлива. При обеспечении необходимых требований на стадии приготовления ВУС они могут служить хорошей альтернативой традиционным видам жидкого и газообразного энергетического топлива - нефти, мазуту, газу при сжигании в топках паровых котлов и камерах сгорания газотурбинных установок. Для решения проблемы перехода энергетических установок на водоугольные суспензии необходимо рассмотреть ряд важных задач, связанных с разработкой технологии приготовления ВУС из углей различной категорийности; с разработкой технологии гидравлического транспортирования ВУС на значительные расстояния; с разработкой устройств для впрыскивания приготовленных ВУС в зону горения, обеспечивающих горение струи суспензии коротким пламенем. Рассмотрена общая задача использования ВУС в качестве энергетического топлива и указаны общие направления исследований в этой области.
Течение вязкопластичных гидросмесей по трубопроводам сопровождается перераспределением концентрации твердой фазы по сечению потока. При структурном режиме течения и линейном характере распределения твердой фазы концентрация в ядре потока и в кольцевом пространстве составляет соответственно 1,6 и 0,8 от исходного содержания твердого.
В процессе проектирования систем гидротранспорта приходится выполнять большой объем расчетов, обусловленных необходимостью анализа различных вариантов компоновки схемы, определения параметров потока смеси, экономических показателей и др. Этот объем работы может быть достаточно быстро выполнен с помощью ЗВМ. Однако это требует разработки ряда программ, из которых должен быть сформирован пакет программ, позволяющий решать различные задачи при проектировании, эксплуатации и реконструкции гндротранспортных комплексов ...
Существующие запасы окисленных никелевых руд Республики Куба состоят из лимонитовой (железистой) и серпентинитовой (магнезиальной) фракций, при этом серпентиниты составляет примерно одну треть запасов. Технологический процесс переработки серпентинитовых руд на предприятии имени Педро Сото Альба и разница геодезических высот между заводом и месторождением делают более выгодным применение самотечного гидротранспорта обогащенного минерала до металлургического завода как наиболее экологически чистого вида транспорта продуктов обогащения и к тому же не требующего снабжения энергией. Однако состав твердой фазы пульпы создает определенные трудности для ее движения ...
В технологических процессах гидравлического транспортирования насыпных материалов применяются различные типы сгустителей исходной двухфазной смеси. В последние года получили распространение, особенно за рубежом, сгустители пластинчатого типа, так называемые "Lamell". Принципиальным отличием этих сгустителей от традиционных, например типа " Dora", является деление исходного потока сгущаемой гидросмеси на ряд ламинарных течений при помощи тонких пластин, устанавливаемых наклонно в корпусе сгустителя, на некотором малом, обычно 30-50 мм, расстоянии одна от другой.
Перистальтический насос по принципу действия относится к насосам вытеснения (объемным). Основным элементом, определяющим в конечном итоге надежность насоса, является рабочий шланг, воспринимающий в процессе работы нагрузки, определяемые деформацией стенок шланга и внутренним давлением ...
