Установки гидравлического транспорта

В ряде ситуаций оказывается целесообразным применение для грузопереработки гидротранспортных установок. В них поток воды, обгоняя твердые частицы насыпного груза, сообщает им движущую силу (рис.10).

Для обеспечения нормального режима перемещения груза скорость движения гидросмеси v _п должна быть не менее критической v _кр (табл. 4.), под которой понимается наименьшая скорость, при которой груз не скапливается в трубопроводе, то есть должно выполняться условие:

        (47)

  

                  Рисунок 10 - Схема напорной гидротранспортной установки

1-зумпф (резервуар для пульпы), 2-пульпонасос, 3-пульпопровод, 4-водопровод, 5-водяной насос, 6-резервуар для воды, 7-грохот и водоотделитель

 

Для обеспечения нормального режима перемещения груза скорость движения гидросмеси v _п должна быть не менее критической v _кр (табл. 4.), под которой понимается наименьшая скорость, при которой груз не скапливается в трубопроводе, то есть должно выполняться условие:                                         

                                            (47)

Диаметр трубо-бопровода, мм	Груз
	с глинисты- ми частицами	песок с примесью глины	гравий, щебень	уголь рядовой
200	1,6	1,9	3,0	2,0
300	1,8	2,1	3,6	2,5
400	2,2	2,4	4,3	3,0
500	2,5	3,0	4,8	3,3
600	2,7	3,2	5,3	3,6

Таблица 4 – Значения критической скорости гидросмеси v _кр

                     

При транспортировании кусковых грузов с размером куска больше 2 мм критическую скорость можно найти по формуле:   

, (48)

где с =8,5…9,5 – коэффициент, полученный опытным путем;

  f - обобщенный коэффициент трения груза о нижнюю стенку трубы (табл.5).

  а – соотношение плотностей частиц груза γ_г и несущей среды (воды) γ_в:

  g – ускорение свободного падения, м/с;

D – диаметр трубопровода, м;

s – объемная концентрация гидросмеси, м³/м³.

 

Таблица 5 – Значения коэффициента трения    f

Груз	Куски с кромками		Груз	Куски с кромками
	острыми	округлен-ными		острыми	округлен-ными
Каменный уголь	0,3-0,2	0,25-0,15	Известняк	0,45-0,4	0,4-0,35
Антрацит	0,15	0,1	Гравий	-	0,4-0,35
Песчаник	0,55-0,5	0,5-0,45	Руда	0,65-0,75	0,6

 

Объемная концентрация представляет собой отношение объемной производительности установки по грузу V _г, м³/ч к расходу гидросмеси V _гс, м³/ч:

                                      ,            (49)

где V _в – расход воды, м³/ч.                                                                 

 

 Экономичность гидравлического транспортирования зависит от удельного расхода воды на транспортирование груза, м³/м³. При расчете требуется определить расход воды, диаметр водовода, удельные потери напора, мощность привода.

Выбор гидротранспортной установки начинается с прокладки трассы, выявления ее длины и перепада высот.

Потребная производительность гидротранспортной установки принимается равной заданному грузопотоку ТГК, т.е. потребная часовая производительность установки по твердому материалу (грузу):

                                       ,  м³/ч,                        (50)

где Q _тм – сезонный грузопоток, т;

  γ_г – объемная плотность груза, т/м³;

   Т_сз – сезонный фонд времени работы гидротранспорта, ч;

    к_в - коэффициент использования установки по времени (в курсовой ра-
           боте к_в= 0,65…0,75).

      Объем пульпы, перемещаемой за 1 ч равен         

V _п = V _г + V _в .           (51)

С другой стороны при той же размерности::

, м³/ч, (52)

где D – диаметр трубопровода, м;

v _п – скорость движения пульпы по трубе, м/с.

Диаметр трубопровода можно вычислить по формуле:

                 , м.  (53)
По вычисленной величине    D следует подобрать ближайший меньший диаметр трубы из ряда, предусмотренного стандартом, определить по формуле (53) фактическую скорость гидросмеси и проверить выполнение условия (47).

Для определения необходимого напора гидроустановки надо найти суммарные потери напора в трубопроводах H: 

                            ,       (54)

где к =1,05…1,1 – коэффициент, учитывающийпотери напора от местных сопротивлений;

Н_г , Н_в – потери напора соответственно на горизонтальных и вертикальных участках трубопровода.

, (55)

где λ – коэффициент сопротивления движению пульпы:

                           ,            (56)

где   – объемная плотность гидросмеси.

Потери напора на вертикальных участках высотой Σ h равны

                                          .        (57)

Мощность электродвигателя землесоса определяется по формуле:

                                      , кВт,     (58)

где к_з = 1,1…1,2 – коэффициент запаса мощности.

По найденной мощности и потребной производительности подбирается землесос (табл.6).

            Таблица 6 - Технические характеристики землесосов

 

Марка агрегата	Подача, м^З/ч	Напор, м	Мощность, кВт
Насос ГрАТ 85/40-0	85	40	30
Насос ГрАК 170/40-1	170	40	75
Насос ГрАТ 225/67-2	225	67	37
Насос ГрАТ 350/40-2	350	40	132
Насос ГрАТ 450/67-3	450	67	132
Насос ГрАТ 700/40-3	700	40	200
Насос ГрАТ 900/67-4	900	67	250
Насос ГрАТ 1400/40-4	1400	40	500
Насос ГрАТ 1800/67-4	1800	67	500
Насос ГрАУ 2000 /63	2000	63	315
Насос 1ГрТ 4000/71	4000	71	1600