Науковий вісник НГУ

Теоретичні основи процесу всмоктування пульпи в підводному вибої землесосного снаряда

• 
• 

Рейтинг користувача:  / 0

ГіршийКращий 

Деталі

Категорія: Розробка родовищ корисних копалин

Останнє оновлення: 17 липня 2018

Опубліковано: 03 липня 2018

Перегляди: 3461

Authors:

А. О. Бондаренко, доктор технических наук, доц., orcid.org/0000-0002-7666-6752, Державний вищий навчальний заклад „Національний гірничий університет“, м. Дніпро, Україна, e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

Abstract:

Мета. Розробка математичної моделі процесу взаємодії всмоктувального патрубка землесосного снаряда з твердими частинками та формування підводного вибою.

Методика. Для опису руху потоку рідини, що включає тверді частинки, у підводному вибої одиночного всмоктувального патрубка застосоване рівняння нерозривності для ідеальної рідини в полярних координатах. Отримане рішення диференційного рівняння в загальному вигляді. Рух твердих частинок і формування підводного вибою усмоктувального патрубка розглянуто як результат різних показників тиску під частинкою та над нею.

Результати. Виконано математичний опис процесу руху несучого потоку, що переносить тверді частинки в підводній поверхневій зоні всмоктування одиночного усмоктувального патрубка, з використанням рівняння нерозривності для ідеальної рідини, записаний у полярних координатах. Взаємодія всмоктувального патрубка з потоком пульпи описана у вигляді вісесиметричного процесу при постійній у часі функції щільності середовища. Рух твердої частинки в підводному вибої всмоктувального патрубка розглянуто як функція різних показників тиску під частинкою й над нею. Ґрунтуючись на факті малих швидкостей руху всмоктуваного потоку, отримано вираз для розрахунку радіуса всмоктування твердих частинок і визначення межі зони розмиву при всмоктуванні ґрунту в підводному вибої всмоктувального патрубка. Ураховано визначальний вплив радіального руху всмоктуваного потоку й незначущість відцентрових сил. Виконана побудова підводної поверхневої зони розмиву одиночного всмоктувального патрубка у вигляді поверхневої межі зони розмиву й межі зони всмоктування зваженого ґрунту, що складений з частинок кварцу крупністю 0,16 мм при продуктивності всмоктування 800 м³/год.

Наукова новизна. У результаті розробки математичної моделі на базі рівняння нерозривності, записаного в полярних координатах, встановлено, що радіус усмоктування зважених частинок кварцу крупністю d 0,15…5 мм у підводному вибої одиночного всмоктувального патрубка прямо пропорційний кореню в четвертому ступеню відношення квадрата продуктивності по пульпі у всмоктувальному патрубку до діаметру розрахункової твердої частинки й косинусу кута нахилу утворюючої зони всмоктування.

Практична значимість.Отримані в роботі аналітичні залежності дозволяють виконувати побудову меж підводного поверхневого вибою й визначати об’єми виймання зернистих ґрунтів виконавчим органом землесосного снаряда. Це дозволяє обґрунтовувати раціональні конструктивні параметри видобувної машини й технологічні параметри процесу підводного видобутку корисної копалини.

References.

1. Peter Albers, 2010. Motion control in offshore and dredging. Springer Science Business Media B.V. Available at: <https://books.google.com.ua/books?id=2SAJEAB5aqkC&printsec=frontcover&dq=Motion+control+in+offshore+and+dreing&hl=ru&sa=X&ved=0ahUKEwiAwrzQ88PaAhWHVywKHXOZBSsQ6AEIJjAA#v=onepage&q=Motion%20control%20in%20offshore%20and%20dredging&f=false> [Accessed 12 April 2017].

2. Volker Patzold, Gunter Gruhn and Carsten Drebenstedt, 2008. Der Nassabbau. Erkundung, Gewinnung, Aufbereitung, Bewertung/Springer-Verlag Berlin Heidelberg. Available at: <https://books.google.com.ua/books?id=CqsfBAAAQBAJ&printsec=frontcover&dq=Der+Nassabbau.+Erkundung,+Gewinnung,+Aufbereitung,+Bewertung&hl=ru&sa=X&ved=0ahUKEwiYofyy88PaAhWI8ywKHWcCDVAQ6AEIJjAA#v=onepage&q=Der%20Nassabbau.%20Erkundung%2C%20Gewinnung%2C%20Aufbereitung%2C%20Bewertung&f=false> [Accessed 12 February 2017].

3. Bray, R. N., 2009. A guide to cost standards for dredging equipment. London: CIRIA. Available at: <https://books.google.com.ua/books?id= EWyygK_T-FAC&
printsec=frontcover&hl=ru#v=onepage&q&f= false> [Accessed 2 February 2017].

4. R. N. Bray, ed., Environmental Aspects of dredging. Taylor & Francis/Balkema. Leiden. Available at: <https://books.google.com.ua/books?id=7xYzciM42YC&printsec=frontcover&dq=Environmental+Aspects+of+dredging&hl=ru&sa=X&ved=0ahUKEwjUoLDn88PaAhWDDywKHYnaADMQ6AEIJjAA#v=onepage&q=Environmental%20Aspects%20of%20dredging& f=false> [Accessed 5 April 2017].

5. Pavol Rybar, Henrich Hamrak, Jan Kosco, Lucia Domaracka, Dusan Domaracky and Maria Rybarova, 2011. Polymetalicke konkrecie bohatstvo na dne mori a oceanov/Kosice. TU v Kosiciach, Fakulta BERG, Deka­nat-Edicne pracovisko. Available at: <https://www.martinus.sk/?uItem=119306> [Accessed 13 March 2017].

6. Gaydіn, A. M., Sobko, B. Yu. and Laznіkov, O. M., 2016. Mining of flooded deposits of titanium ores. Dnipropetrovsk: Lіtograf.

7. Bondarenko, A. A., 2012. Mathematical modeling of soil dredger absorption processes in the underwater bottomhole. Metallurgical and Mining Industry, 3, рр. 79‒81.

8. Bondarenko, A. A. and Zapara, Ye. S., 2012. Laws of determination of fine materials suction limits in submarine suction dredge face. Naukovyi Visnyk Natsionalnoho Hirnychoho Universytetu, 4, рр. 59‒64.

9. Bashtovoy, V. G., Rex, A. G. and Chorny, A. D., 2012. Fluid Mechanics. Minsk: National Technical University. Available at: <https://rep.bntu.by/handle/data/ 24252> [Accessed 27 February 2017].

 повний текст / full article

• < Попередня
• Наступна >