3.6.3. Расчёт безнапорного гидротранспорта

Безнапорный гидротранспорт осуществляется по канавам и лоткам. Гидротранспорт может происходить как во взвешенном состоянии транспортируемого твёрдого (породы, угля) материала, так и донным влечением. Методы расчёта этих двух типов гидротранспорта различны. При наличии крупнообломочных частиц критическая скорость транспортирования в канаве определяется по формуле

, (3.30)

где – коэффициент, учитывающий окатанность кусков породы: = 2,8 – хорошо окатанные; = 4,7 – плохо окатанные;

– м;

– т/м³.

Параметры поперечного сечения рассчитываются аналогично параметрам водозаводной канавы при скорости течения > .

При самотечном транспортировании материала средней крупности и мелкого по лоткам производится подбор поперечного сечения и уклона лотка J_л.

Порядок расчёта:

1. По величине по табл. 3.7 принимаем размеры лотка: ширину по дну, наполнение, скорость потока.

Таблица 3.7

Параметры лотка для самотечного транспортирования

Ширина лотка при b = 2h, м	Наполнение , м	Транспортируемый грунт
		Супесь и песок средней крупности		Песок крупный с гравием
		υ, м/с	, м3/с;	υ, м/с	, м3/с;
0,31	0,155	2,0	0,1	2,5	0,12
0,38	0,19	2,1	0,15	2,8	0,2
0,44	0,22	2,2	0,213	3,0	0,29
0,50	0,25	2,4	0,3	3,3	0,41
0,62	0,31	2,9	0,557	3,9	0,75
0,75	0,375	3,2	0,9	4,2	1,18

2. Уклон лотка J_л определяем из формулы Шези с поправкой на транспортирование пульпы

, (3.31)

где ‑ поправочный коэффициент, зависящий от консистенции пульпы и характеристики грунта, = 1,3 ‑ 1,6;

‑ гидравлический радиус (м) зависящий от формы лотка:

‑ при прямоугольной форме ;

‑ при полукруглой форме радиусом (r) ;

С ‑ коэффициент Шези, м^0,5/с.

По формуле Маннинга

,

где n – коэффициент шероховатости, для неструганных досок и стальных труб n = 0,012 – 0,13.

3. При заданных значениях уклона лотка, формы и размеров сечения потока, соотношению Т : Ж приводится проверочный расчёт по величине транспортирующей способности потока.

Под транспортирующей способностью (Ф, т/м³) подразумевается весовое количество сыпучего материала, перемещаемого единицей объёма жидкости при предельном нагружении потока. По формуле А. И. Куприна

, (3.32)

где ‑ коэффициент трения твёрдого при движении по жёлобу (в ориентировочных расчётах для горнорудных материалов при движении в воде по металлическому лотку = 0,34 – 0,47 до 0,65);

‑ коэффициент передачи энергии потоку жидкости (для уклонов лотка = 0,07…0,14 величину можно принять равной 0,6).

Поток будет обладать достаточной несущей способностью при соотношении объёма жидкого и твёрдого, (м³/м³)

Т : Ж .