- •Введение
- •Краткая историческая справка
- •Насосы.
- •Центробежные насосы Конструкция центробежных насосов.
- •Принцип действия центробежных насосов.
- •Классификация центробежных насосов
- •Характеристики центробежного насоса Теоретическая подача центробежного насоса
- •Давление и напор, развиваемые насосом
- •Высота всасывания насоса
- •Полная высота подачи насоса
- •К.П.Д и полезная мощность на валу насоса:
- •Кавитация и допустимая высота всасывания.
- •Осевое давление
- •Графическая характеристика центробежного насоса
- •Совместная работа насоса и напорного трубопровода
- •Регулирование центробежных насосов.
- •Параллельное и последовательное подключение нескольких насосов
- •Грунтовые насосы.
- •Техническая характеристика грунтовых насосов
- •Гидромониторы
- •Классификация гидромониторов
- •Маркировка гидромониторов
- •Формулы расчета основных гидравлических параметров гидромонитора
- •Процесс всасывания грунтов при подводной разработке
- •Гидроэлеваторы
- •Классификация гидроэлеваторов
- •Эксплуатационные параметры
- •Эрлифты
- •Загрузочные аппараты
- •Скважинная гидродобыча
- •Гидротранспорт
- •Характеристика гидросмеси
- •Характер движения гидросмеси
- •Гидравлическая крупность.
- •Безнапорный гидротранспорт
- •Напорный гидротранспорт
- •Основные принципы расчета напорного гидротранспортирования по трубопроводам Общие понятия
- •Движение чистой несущей жидкости
- •Движение суспензий
- •Движение тонкодисперсных гидросмесей
- •Движение мелкодисперсных гидросмесей
- •Движение крупнодисперсных гидросмесей
- •Движение полидисперсных гидросмесей
- •Гидроотвалообразование
- •Расчет основных параметров.
Гидротранспорт
Гидротранспорт – это процесс перемещения частиц твердого материала различной крупности потоками жидкости [7].
На движение гидросмеси влияют ее физико-химические свойства, геометрические параметры пульповода, режим гидротранспортирования и другие факторы.
Гидротранспортирование может быть подразделено на два основных вида:
-
Безнапорное (самотечное).
-
Напорное.
Характеристика гидросмеси
Гидросмесь (пульпа) – это механическая смесь воды и измельченных до определенной крупности твердых частиц. При движении гидросмеси твердые частицы под действием силы тяжести стремятся вниз, и при прекращении движения выпадают на дно. Таким образом, гидросмесь может существовать только в движении.
Гидросмесь характеризуется типом, крупностью, удельным весом и содержанием твердых частиц, а так же плотностью и вязкостью жидкости.
Перемещаемый твердый материал по своим физико-химическим свойствам отличаются значительным разнообразием.
Твердая фракция гидросмеси может быть представлена различными породами и отложениями; это могут быть: дробленая руда, уголь, аллювиальные и морские отложения и т.д. Каждый тип имеет свои определенные особенности, влияющие на свойства соответствующей гидросмеси: абразивность, степень дезинтегрированности, стойкость к измельчению и т.д.
Следует особо отметить, что микрочастицы с размером менее 0,050,074 мм (частицы мела, каолина, глин) образуют при растворении в воде суспензию [15]. Характер гидротранспортирования таких частиц отличается от гидротранспортирования более крупных частиц, тем, что движение образованной ими суспензии рассматривается как движение однородной жидкости с определенной плотностью и вязкостью. Движение более крупных частиц (песков, супесей, лесса, гравия, валунов и т.д.) рассматривается с точки зрения совместного движения твердых тел под воздействием обтекающего эти тела турбулентного потока жидкости.
Под концентрацией твердого в гидросмеси (или концентрацией гидросмеси) понимают степень ее насыщенности твердым веществом. Концентрация бывает объемной (S) и весовой (С).
Объемная концентрация, или объемное содержание, твердого в плотном виде в гидросмеси выражается отношением объема твердых частиц в плотном виде (Vт) к объему гидросмеси (Vг):
Весовая концентрация представляет собой отношение веса твердых частиц (Wт) к весу всего объема гидросмеси (Wг) [15]:
Где: г, т и ж – плотность гидросмеси, твердой фазы и жидкости соответственно.
Концентрация выражается в долях единицы или в процентах.
Так как плотность твердой фазы гидросмеси больше плотности жидкой фазы то весовая и объемная концентрации не равны: S < С.
Плотностью гидросмеси (кг/м3 равная по значению Нс2/м4) является отношение ее массы к занимаемому объему и выражается через объемную концентрацию и плотность компонентов:
Крупность частиц твердого в гидросмеси играет значительную роль и характеризуется гранулометрическим составом. Согласно последнему гидросмеси подразделяются по преимущественному содержанию определенного класса на:
-
коллоидные – с размером частиц не более 1мкм;
-
структурные – с размером частиц 150мкм;
-
тонкодисперсные – с размером частиц 50150мкм;
-
грубодисперсные – с размером частиц 150мкм2мм;
-
неоднородные грубодисперсные – с размером частиц более 2мм;
-
полидисперсные – с частицами различной крупности.
Часто для более точной характеристики гидросмеси называют согласно входящим в них основным фракциям: песчано-гравийные, песчано-глинистые, гравийно-валунистые, глинистые, каолинизированные и т.д.
Вязкостью гидросмеси называют ее свойство оказывать при движении сопротивление относительному сдвигу своих частиц и слоев и развивать внутренние касательные напряжения. Благодаря силам трения быстродвижущиеся слои увлекают слои, движущиеся медленнее с преобразованием механической энергии в тепловую. Вязкость характеризуется динамическим коэффициентом вязкости () или его отношением к плотности гидросмеси, называемым кинематическим коэффициентом вязкости:
Кинематический коэффициент вязкости характеризует внешнее трение гидросмеси в границах потока и поэтому применяется при определении гидравлических сопротивлений.
Динамический коэффициент вязкости выражают в Нс/м2 равный по значению Пас; кинематический коэффициент вязкости выражается в м2/с.
При гидротранспорте полидисперсных материалов суспензии, а также тонкодисперсные составляющие гидросмеси (частицы с d<0,15 мм) при S>0,10,2, благодаря более высоким значениям плотности и вязкости, выполняют функции движущей среды повышенной несущей способности.
Более просто данный процесс может быть описан так: в гидросмеси, где твердая компонента представлена частицами различной крупности, мелкие частицы в смеси с водой образуют суспензию, течение которой аналогично течению однородной жидкости. Плотность и вязкость такой среды (суспензии) выше чем у воды. Присутствующие здесь же более крупные частицы твердого взвешиваются не в воде, а в образовавшейся суспензии.
Общая или эффективная вязкость (с) такой несущей среды включает в себя две составляющие:
где н – нормальная (ньютоновская) вязкость;
ст – структурная вязкость.
Нормальная вязкость среды пропорциональна вязкости несущей жидкости и зависит от объемной концентрации и дисперсности твердого – чем меньше размер частиц и их окатанность, тем вязкость среды выше [15].