11.2. Безнапорный гидротранспорт

Безнапорный (самотечный) гидротранспорт применяется для доставки свеклы с кагатных полей и бурачных в производство.

На консервных заводах самотечными гидравлическими транспортерами (желобами) оборудуются сырьевые площадки, они часто служат в качестве приёмных устройств при разгрузке сырья из ящиков.

Исходными данными для расчета систем самотечного гидравлического транспорта является производительность, характеристика груза, длина трассы.

Расчёт таких систем при перемещении пульпы (смеси воды и транспортируемого груза) в открытых каналах состоит, прежде всего, в определении уклона i, размеров сечения желоба и расхода воды.

Массовую концентрацию при транспортировании свеклы принимают равной 5 … 8, картофеля – 6 … 8. Задавшись массовой концентрацией, находят объёмную концентрацию _V и расход гидросмеси V_см.

Площадь поперечного сечения потока (м²) в желобе А_пот = V_см/υ_см, (υ_см – скорость гидросмеси: обычно её принимают равной υ_см = (1,0 … 1,5) υ; υ – начальная скорость воды 2 …2,5 м/с, чтобы сырьё не оседало в транспортёре и не забивало его). Например, скорость движения свекловодяной смеси должно быть не менее 1,5 м/с.

Затем при рекомендуемом соотношении ширины b и глубины h потока, равным для желоба прямоугольного сечения b/h=3…4, определяют геометрические размеры потока и желоба.

Сечение желобов бывает прямоугольное (рис. 11.2, а), полукруглое (рис. 11.2, б) и трапецеидальное (рис. 11.2, в).

Режим движения пульпы в каналах зависит не только от уклона i, но и от формы желоба и степени шероховатости его стенок. От формы сечения желобов зависит величина их гидравлического радиуса R_г = А_пот/Р_см , здесь А_пот – площадь поперечного сечения струи (м²), Р_см – смоченный периметр желоба (м).

Рис. 11.2

Гидравлический радиус для желоба поперечного сечения находится из выражения

.

Для гидролотка в виде полукруга диаметром D гидравлический радиус

.

Скорость движения (м/с) жидкости в желобе определяют по формуле Шези

,

где с – коэффициент, зависящий от шероховатости стенок и желоба (канала) – коэффициент Шези

,

где  – коэффициент шероховатости русла; его применяют в зависимости от состояния стенок и дна: для очень гладких (цемент, бетон, строганые доски)  = 0,06; для гладких (доски, кирпич)  = 0,16; для малошероховатых (бутовая чистая кладка)  = 0,46; для шероховатых (бутовая грубая кладка)  = 0,85; для повышенно шероховатых (земляные стенки гладкие)  = 1,3; для очень шероховатых (земляные стенки неровные)  = 1,75.

Чтобы найти величину уклона i, можно использовать выражение для минимальной скорости пульпы

υ_min = 0,55h^0,64,

где h – глубина потока в желобе, м. Таким образом

.

Гидравлические желоба устанавливают либо заподлицо с уровнем пола, либо выше уровня пола для удобства ручной загрузки. Их выполняют из железобетона или кирпича с последующим бетонированием, верх закрывают листовым материалом. Желоба полукруглого сечения часто изготавливают из листовой стали. Монтаж гидротраспортёров осуществляется с уклоном в сторону транспортирования.

Наклон желоба выбирают в зависимости от видов перемещаемого сырья; для прямых участков уклон принимают равным 15 мм на 1 пог. м., для закруглённых участков – (18 … 20) мм на 1 пог. м., оптимальный радиус закругления 6 м. Для улавливания тяжелых примесей в гидротранспорте устанавливают ловушки (карманы).

Достоинствами гидротранспорта являются: большая производительность и протяжённость трассы, совмещение транспортной и технологической операций (промывание).

Недостатки – ограниченное применение в зимних условиях на открытых площадках, очень большой расход воды, необходимость сравнительно больших площадей для их сооружения. Гидротранспортёры также препятствуют передвижению напольного погрузочно-разгрузочного и транспортного оборудования.

Контрольные вопросы

1. Перечислите типы установок гидравлического транспорта, расскажите об области его применения.

2. Каковы основные характеристики установок самотечного и напорного гидравлического транспорта?

Лекция 12