, так и гидромониторном способе разрушения забоя. Основными достоинствами гидротранспортирования являются высокая производительность, непрерывность и автоматичность действия. К недостаткам относят высокую энергоемкость, ограничение области применения по физико-механическим свойствам грузов и климатическим условиям.
4.1. Расчет напорного транспорта
Целью расчета является определение производительности, напора и мощности двигателя насосной установки для заданных условий транспортирования груза.

Исходные данные: часовая производительность по твердой фракции; физико-механические свойства груза; расстояние транспортирования и высота подъема груза.

Расчет напорного транспорта включает:

1. 
   определение расхода гидросмеси;
   
2. 
   установление диаметра трубопровода;
   
3. 
   расчет сопротивления движению гидросмеси по трубопроводу
   
4. 
   определение напора и мощности двигателя насосной станции.
   

Определение расхода гидросмеси. Объемный расход гидросмеси определяется по формуле

(110)

где: Q- производительность по твердой фракции, т/ч; γ- насыпная плот-ность твердой фракции, т/м³; S- концентрация гидросмеси.

Концентрация гидросмеси (отношение объема твердой фракции к общему объему гидросмеси) зависит от крупности и плотности твердой фракции. Она уменьшается с увеличением той и другой. Так, при транспортировании крупно- и мелкозернистого угля максимальная концентрация достигает (0,4-0,5), а для гравийно-песчаных грунтов- (0,15-0,2).

Определение диаметра трубопровода. Ориентировочное значение диаметра трубопровода определяется по максимальному размеру куска
(111)

Полученное значение Д_ОР округляют до ближайшего стандартного Д и в зависимости от вида транспортируемого материала определяют критическую скорость гидросмеси (табл. 4.1).

Таблица 4.1

Значения критической (минимальной) скорости гидросмеси, м/с

Стандарт-ный диаметр трубопрово-да Д, мм	Вид транспортируемого груза
	Глини-стые ма-териалы	Песчанисто-глинистые материалы	Песок (500/0) и гравий с небольшим содержанием глинистых материалов	Гравий, щебень	Рядовой уголь
200	1,6	1,9	2,4	3,0	2,0
300	1,8	2,1	2,9	3,6	2,5
400	2,2	2,4	3,4	4,3	3,0
500	2,5	3,0	3,8	4,8	3,3
600	2,7	3,2	4,1	5,3	3,6
700	3,0	3,5	4,4	5,7	3,8
800	3,2	3,7	4,9	6,1	4,1

---

Для нормальной работы гидротранспортной установки (обеспечение турбулентности потока) рабочую скорость гидросмеси принимают равной

(112)

При υ < υ_кр происходит заиливание труб, а при υ > 1,2υ_кр возрастает расход энергии и ускоряется износ трубопровода.

Принятый стандартный диаметр трубопровода Д проверяют по условию обеспечения заданной производительности:

(113)

(114)

Если данное условие не выполняется, то необходимо выбрать другое значение диаметра трубопровода и произвести пересчет рабочей скорости гидросмеси.
Определение сопротивления движению гидросмеси по рубопроводу

Удельные потери напора при движении чистой воды на 1м длины трубопровода определяются по формуле Дарси-Вейсбаха:

(115)

где: λ₀- коэффициент гидравлических сопротивлений при движении по трубопроводу чистой воды:

Д, м	0,2	0,3	0,4	0,5	0,6	0,7	0,8
λ0	0,018	0,0165	0,0155	0,015	0,0145	0,0135	0,013

Удельные потери напора при движении гидросмеси на 1 м длины трубопровода составят

(116)

где: γ_г- плотность гидросмеси, т/м³;

(117)

γ_в- плотность воды, т/м³; k- эмпирический коэффициент (для породы k= 1,4, для угля k= 1,9); φ- коэффициент сопротивления при свободном

падении частиц твердого в воде:

(118)
Определение напора и мощности двигателя насосной установки

Необходимый напор для перемещения гидросмеси определяется по формуле

---

(119)

где: Н- геодезическая высота подъема «+» (глубина спуска «-»), м; ε = 1,05-1,10- коэффициент, учитывающий местные потери в трубопроводе

Потребная мощность двигателя напорной установки определяется по формуле

(120)

где: К_З= 1,10-1,15- коэффициент запаса мощности; η= 0,92-0,94- КПД двигателя.

С помощью справочной литературы по найденным значениям V_К, Н_НАП и N_ДВ выбирают типоразмер рабочей насосной установки.

---

Пример расчета. Выполнить расчет напорной гидротранспортной установки по следующим исходным данным:

производительность по твердой фракции Q= 1500 т/ч;

вид транспортируемого материала- гравийно-песчанистый с содержанием глины;

насыпная плотность твердой фракции γ= 2,5 т/м³;

плотность воды γ_в= 1,0 т/м³;

максимальный размер куска а_max= 85 мм;

расстояние транспортирования груза L= 600 м;

высота подъема груза Н= 25 м.
1. Объемный расход гидросмеси составляет



где: S= 0,2- концентрация гидросмеси для гравийно-песчанистых грунтов.

2. Принимаем ориентировочное значение диаметра трубопровода:



По табл. 4.1 для данного типа груза и Д= 300мм принимаем критическую скорость гидросмеси υ_кр= 2,9 м/с.

3. Определяем рабочую скорость гидросмеси составит



Осуществляем проверку диаметра трубопровода по условию обеспечения заданной производительности:



300 < 556- условие не выполняется.

Принимаем диаметр трубопровода Д= 600 м, критическую скорость υ_кр= 4,1 м/с (табл. 4.1) и определяем рабочую скорость гидросмеси:



Вновь производим проверку



Условие не выполняется

Принимаем диаметр трубопровода Д= 500 мм, критическую скорость υ_кр= 3,8 м/с и повторяем расчеты:





условие выполняется.

Для последующих расчетов окончательно принимаем Д= 500 мм и υ= 4,56м/с.

4. Удельные потери напора при движении гидросмеси на 1 м длины трубопровода определяются по формуле



где:

---

5. Рассчитываем напор насосной установки:



6.Вычисляем мощность привода насосной установки:



По полученным расчетным значениям V_К, Н_НАП и N_ДВ выбираются тип и количество насосов.
4.2. Расчет самотечного транспорта

Целью расчета является определение производительности гидротранспортной установки и минимального уклона гидропривода.

Исходные данные: часовая производительность по твердой фракции; физико-механические свойства груза; тип гидропровода.

Расчет самотечного транспорта включает определение расхода гидросмеси и минимального уклона гидропровода

Определение расхода гидросмеси. Расчет производится по форм- уле (110)

Определение минимального уклона гидропровода. Преобразовав известную формулу Шези, получим

(121)

где: υ- скорость гидросмеси, равная или несколько больше критической, м/с; С- коэффициент Шези, зависящий от степени шероховатости повер-хности гидропровода (табл. 4.2); R- гидравлический радиус (отношение площади поперечного сечения струи к величине смоченного периметра), который определяется формой гидропровода:

при полукруглом сечении

(122)

при прямоугольном сечении

(123)

при трапецеидальном сечении

(124)

Таблица 4.2

Значения коэффициента Шези С

Тип гидропровода	Гидравлический радиус R, м
	0,1	0,2	0,3	0,4	0,5
Весьма тщательно обструганные, хорошо пригнанные доски; штукатурка из чистого цемента	70	75	80	90	95
Неструганные, хорошо пригнанные доски; чистые водосточные трубы; хорошая бетонировка	60	65	70	75	78
Средняя кирпичная кладка; облицовка из тесаного камня	45	50	55	58	60
Средняя бутовая кладка; каналы в плотном гравии, лессе. земле	30	35	38	40	43

---

Смотрите также файлы

• К звеньям финансовой системы относятся .docx

• Методика работы волонтёров с младшими школьниками.docx

• Нефтенасыщенность от 6571% (в среднем). Проницаемость до 0,2, иногда до 0,9 мкм.docx

• Силовые трансформаторы являются одними из основных элементов тяговых подстанций.doc

• Бородинское сражение считается одним из самых кровавых конфликтов в истории. Произошло это сражение между русской армией и французской армией во главе с Наполеоном Бонапартом 7 сентября 1812 года.docx