Снижение энергоемкости гидравлического транспортирования гидросмесей при высоких концентрациях твердой фазы

• Автор: Александров, Виктор Иванович
• Шифр специальности: 05.05.06
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2000
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 358 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
1. ИЗУЧЕННОСТЬ И СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА ГИДРОТРАНСПОРТА СМЕСЕЙ ВЫСОКОЙ КОНЦЕНТРАЦИИ НА ПРЕДПРИЯТИЯХ ГОРНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ
1.1. Общая характеристика систем гидротранспорта на горных предприятиях
1.2. Особенности гидравлического транспортирования смесей на горных предприятиях
1.2.1. Влияние твердых частиц на турбулентные характеристики потока
1.2.2. Зависимость турбулентных характеристик потока гидросмеси от концентрации твердой фазы
1.2.3. Относительные скорости движения твердой фазы в потоке гидросмеси
1.3. Кинематические характеристики взвесенесущих потоков
1.3.1. Межфазовое динамическое равновесие потока гидросмеси
1.3.2. Критическая скорость потока гидросмеси
1.4. Реологические характеристики гидросмесей
1.4.1. Классификация гидросмесей
1.5. Реологические модели вязкопластичных смесей
1.5.1. Анализ многопараметрических реологических моделей
1.5.2. Принципы выбора реологической модели для вязкопластических смесей
1.7. Цель, задачи и методы исследования

2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ГИДРАВЛИЧЕСКОГО ТРАНСПОРТИРОВАНИЯ СМЕСЕЙ ВЫСОКИХ КОНЦЕНТРАЦИЙ
2.1. Анализ физической модели течения высококонцентрированных гидросмесей
2.2. Природа возникновения и механизм проявления вязкопластических свойств мелкофракционных гидросмесей высокой концентрации
2.3. Механические модели вязкопластических жидкостей и реологические константы
2.4. Реологическая модель вязкопластического потока высококонцентрированной гидросмеси
2.4.1. Тензор скорости деформаций и девиатор напряжений
2.4.2. Аппроксимация реологических уравнений для случая простого (плоского) сдвига вязкой жидкости
2.5. Математическая модель течения вязкопластических гидросмесей
2.5.1. Расход потока вязкопластической мелкофракционной гидросмси
2.5.2. Анализ параметров математической модели
2.5.3. Потери напора и коэффициент гидравлических сопротивлений
2.6. Результаты теоретических исследований
2.7. Выводы по разделу
3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ Г ИДРАВЛИЧЕСКОГО ТРАНСПОРТА СМЕСЕЙ ВЫСОКОЙ КОНЦЕНТРАЦИИ

3.1. Основные задачи экспериментальных исследований
3.2. Лабораторные стенды и методика экспериментальных исследований
3.3. Характеристика твердого материала
3.4. Результаты экспериментальных исследований
3.5. Экспериментальное определение реологических характеристик гидросмесей
3.5.1. Реологические характеристики 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. Проверка адекватности математической модели
3.6.1. Исходные данные для проверки адекватности математической модели
3.6.2. Результаты проверки адекватности модели
3.7. Опытно-промышленные экспериментальные исследования
3.8. Обобщение результатов экспериментальных исследований и основные выводы
4. МЕТОДИКА РАСЧЕТА ГИДРАВЛИЧЕСКОГО ТРАНСПОРТ ТИРОВАНИЯ СМЕСЕЙ ВЫСОКОЙ КОНЦЕНТРАЦИИ И ВЫБОР ОБОРУДОВАНИЯ
4.1. Постановка задач и исходные данные для расчета
4.1.1. Производительность системы гидротранспорта мелкофракционных гидросмесей высоких концентраций

1.3. Кинематические характеристики взвесенесущих потоков
Несмотря на достигнутые успехи в исследовании кинематических характеристик потоков гидросмеси, турбулентных параметров и математических методов анализа несущей жидкости, переносящей твердые частицы, в настоящее время эти вопросы изучены еще недостаточно для того, чтобы создать строгую физико-математическую модель потока и на ее основе вывести необходимые для практики расчетные зависимости.
Существующие представления о взвесенесущих потоках позволяют в общих чертах установить влияние крупности и плотности твердых частиц на характер их движения в потоке, а также с некоторой степенью точности определить силы взаимодействия частиц с жидкостью и вывести уравнения динамического равновесия системы, для решения которых используются экспериментальные данные. На основе теоретических и экспериментальных данных разработаны принципиальные положения физических моделей взвесенесущих потоков, которые сводятся к следующим определениям [16,18, 28-51]:
1. Взвесенесущим потоком называется гидросмесь (пульпа), твердая составляющая которой находится во взвешенном состоянии вследствие турбулентного перемешивания.
По этому определению отметим, что суспензии и жидкости течения которых происходят при числах Рейнольдса Яе < 1,5-Ю5 (неньютоновские жидкости) из рассмотрения исключаются.
2. Допускается возможность выпадения частиц твердого материала в осадок в турбулентном режиме течения, когда в придонных слоях скорость течения недостаточна для взвешивания и отрыва от дна твердых частиц. Средняя скорость потока, при которой начинается выпадение твердых частиц в неподвижный осадок, называется критической.