Снижение энергозатрат в системах приготовления и гидравлического транспортирования водоугольной суспензии на горных предприятиях

• Автор: Чесноков, Павел Сергеевич
• Шифр специальности: 05.05.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 161 с. : ил.

1. АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ И ИЗУЧЕННОСТИ ВОПРОСА ПРИГОТОВЛЕНИЯ И ГИДРАВЛИЧЕСКОГО ТРАНСПОРТА }
ВОДОУГОЛЬНЫХ СУСПЕНЗИЙ
1.1. Общая характеристика систем трубопроводного
транспорта водоугольных суспензий
1.2. Классификация водоугольных суспензий и их 15 характеристики
1.3. Технология приготовления водоугольных суспензий
1.4. Опытная эксплуатация магистрального 22 трубопровода ВУС
1.5. Классификация гидросмесей по крупности 26 транспортируемого материала
1.6. Обзор методов расчета течений неньютоновских жидкостей
1.6.1. Реологические модели неньютоновских 33 жидкостей
1.6.2. Анализ многопараметрических реологических 35 моделей
1.6.3. Принципы выбора реологичесской модели ^ для вязкопластичных смесей
1.6.4. Особенности проявления реологических свойств 42 дисперсных систем

1.7. Обобщение результатов анализа
2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ СОТАВОВ И ГИДРАВЛИЧЕСКОГО ТРАНСПОРТА ВОДОУГОЛЬНЫХ 52 СУСПЕНЗИЙ
2.1. Анализ физической модели течения реологических 52 жидкостей
2.2. Природа возникновения и механизм проявления ^ вязкопластических свойств водоугольных суспензий

2.3. Закономерности изменения реологических свойств водоугольных суспензий и реологические модели
2.4. Реологические параметры водоугольных суспензий по модели Шведова-Бингама
2.5. Изменение концентрации и вязкости в кольцевой области потока водоугольной суспензии
2.6. Потери напора и коэффициент гидравлических сопротивлений
2.7. Результаты теоретических исследований
2.8. Выводы по разделу
3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ГИДРАВЛИЧЕКОГО ТРАНСПОРТИРОВАНИЯ ВОДОУГОЛЬНЫХ СУСПЕНЗИЙ
3.1. Основные задачи экспериментальных исследований
3.2. Лабораторные стенды и методика экспериментальных исследований
3.3. Характеристика угольных частиц
3.4. Результаты экспериментальных исследований
на вискозиметре Энглера
3.5. Результаты экспериментов на гидравлическом стенде
3.5.1.Реологические характеристики гидросмесей на основе экспериментов на трубопроводах
3.5.2. Начальное напряжение сдвига, безразмерное напряжение и концентрация в ядре потока
3.5.3. Пластическая вязкость и коэффициент структуры потока
3.5.4. Коэффициент гидравлических сопротивлений
3.6. Обобщение результатов экспериментальных исследований и основные выводы

4. ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ
МАГИСТРАЛЬНОГО ГИДРОТРАНСПОРА ВОДОУГОЛЬНЫХ СУСПЕНЗИЙ
4.1. Технология и оборудование для приготовления водоугольной суспензии

4.2. Гидравлический транспорт ВУС по магистральному трубопроводу

4.3 Выбор насосного оборудования
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Литература
Приложение 1
Приложение 2
Приложение 3
Приложение 4
Приложение 5

взаимосвязью совокупности основных характеристик и параметров взвесенесущего потока, при которых потери энергии на перемещение твердой компоненты достигают относительного минимума при максимальных значениях концентрации твердого материала, а следовательно и производительности гидротранспортной системы. При минимуме энергетических затрат удельная энергоемкость рабочего процесса магистрального трубопровода ВУС не должна превышать существующего уровня и должна иметь тенденцию к снижению.
На основе исследований, как теоретических, так и экспериментальных, с учетом установленной области оптимальных и эффективных режимов и параметров рабочего процесса, необходимо разработать методику расчета системы магистрального транспорта угольных суспензий с высокими концентрациями угольных частиц. Методика расчета даст возможность:
1) обоснованно подойти к выбору и расчету параметров соответствующего оборудования, являющегося неотъемлемой частью технологического процесса подготовки водоугольных суспензий с заданными энергетическими характеристиками к гидравлическому транспортированию.
2) выбрать соответствующее насосное оборудование, расходно-напорные характеристики которого будут наиболее полно отвечать условиям гидравлического транспортирования ВУС по магистральному трубопроводу.
В методике расчета должны быть определены:
• значения концентрации угольных частиц в потоке высококонцентрированной суспензии;
• диаметры трубопроводов, соответствующие требуемой производительности системы гидротранспорта;
• средние скорости потока суспензии;
• потери энергии и необходимый потребный напор для системы в целом.
Эффективность гидравлического транспортирования водоугольных суспензий может быть достигнута за счет снижения затрат энергии на 1 м потока, а также за счет снижения металлоемкости линейной части системы гидротранспорта, то есть применением трубопроводов оптимальных диаметров,