Напорный гидротранспорт

Сущность напорного гидротранспортирования состоит в том, что гидросмесь подается под определенным давлением в трубу (пульповод), внутри которой и движется. Процесс напорного гидротранспортирования отличается от безнапорного тем, что во-первых гидросмесь заполняет все сечение трубы и не имеет контакта с воздухом, а во-вторых движется со значительно более высокими скоростями. Данный вид гидравлического транспорта применяется вне зависимости от рельефа местности и может быть подразделен на [8]:

• вертикальный (восстающий и ниспадающий).

• горизонтальный.

• наклонный.

Основные принципы расчета напорного гидротранспортирования по трубопроводам Общие понятия

Основными расчетными параметрами потока гидросмеси являются удельные потери напора, критическая скорость и диаметр трубопровода.

Каждому виду гидросмеси соответствуют определенные значения параметров транспортирования.

Общий напор Н (м), необходимый для преодоления гидравлических сопротивлений движению гидросмеси, складывается из потерь напора на вязкое трение по длине трубопровода, суммарных на местные сопротивления, а также на преодоление разности отметок транспортирования [15]:

где: i – удельные потери напора на единицу длины трубопровода при движении гидросмеси, м/м;

i_m – потери напора на местные сопротивления, м;

L – длина трубопровода, м;

h_г – разность геодезических отметок транспортирования, м.

, _ж – плотность гидросмеси и воды соответственно.

Удельные потери напора для различных гидросмесей определяют по соответствующим зависимостям вида [15]:

• для суспензий и тонкодисперсных гидросмесей:

• для мелко- и крупнодисперсных гидросмесей:

• для полидисперсных гидросмесей:

где: i₀ – удельные потери напора (м/м) при движении несущей жидкости, составляющие (0,50,9) i в зависимости от скорости и концентрации твердого в гидросмеси;

i_т – дополнительные удельные потери напора (м/м), вызванные присутствием в несущей среде твердых частиц и затрачиваемые на их взвешивание и перемещение.

Движение чистой несущей жидкости

Как для ламинарного, так и для турбулентного режимов движения жидкости удельные потери напора i₀ (м/м) определяют по формуле Дарси – Вейсбаха [13]:

где: ₀ – коэффициент гидравлического сопротивления трения при движении жидкости.

При ламинарном движении (Re₀<2320) коэффициент сопротивления находится по формуле Пуазейля:

где: Re₀ – число Рейнольдса для потока.

Определение коэффициента сопротивления при движении жидкости в турбулентном режиме (Re₀>2320) по гидравлически гладким трубопроводам со сварными соединениями труб с достаточно отшлифованной поверхностью после 100150 ч эксплуатации производится по эмпирической зависимости Колбрука – Конакова:

Значения ₀ вычисленные по данной зависимости представлены в таблице 11.

Таблица 11.

Значения ₀ для трубопроводов со сварными соединениями труб.

Re010^3	010^-4	Re010^3	010^-4	Re010^3	010^-4
4	403	45	212	450	133
5	376	50	207	500	130
6	356	60	198	600	126
7	340	70	192	700	123
8	328	80	186	800	121
10	308	100	178	1000	116
15	276	150	164	1500	108
20	257	200	155	2000	103
25	243	250	148	2500	100
30	233	300	143	3000	096
35	224	350	141	3500	095
40	217	400	136