Главная

Расчет гидротранспортной установки

Задача 1.

Определить потребное давление в трубопроводе, рассчитать конструктивные параметры трубопровода.

Исходные данные по вариантам приведены в табл. 1.

Обозначения в табл. 1:

Q – массовая производительность установки, т/ч;

a_max – максимальный размер куска насыпного груза, м;

ρ_Г – удельная плотность груза, т/м³;

L – протяжённость трубопровода, м;

H_В – высота подачи, м.

Таблица 1. Исходные данные для задачи 1

Варианты	Транспортируемый груз	Q, т/ч	amax, м	ρГ, т/м^3	L, м	HВ, м
1	Песчаник	150	-	2,1	150	5
2	Антрацит	160	-	1,6	160	4
3	Каменный уголь	180	0,015	1,4	170	6
4	Руда	200	0,05	3,0	180	7
5	Гравий	250	0,06	2,6	200	8
6	Антрацит	280	0,08	1,7	250	9
7	Каменный уголь	300	-	1,5	280	10
8	Песчаник	320	-	2,2	300	5
9	Известняк	170	0,055	2,7	310	13
10	Сланец	190	0,04	2,7	330	4
11	Гравий	210	0,025	2,8	180	5
12	Антрацит	220	-	1,8	190	6
13	Каменный уголь	240	-	1,6	215	7
14	Сланец	260	0,06	2,9	250	8
15	Песчаник	120	-	2,3	350	14
16	Известняк	150	-	2,75	420	11
17	Антрацит	170	0,05	1,5	380	6
18	Каменный уголь	130	0,035	1,55	500	10
19	Сланец	220	0,02	3,3	300	7
20	Песчаник	200	-	2,35	550	13
21	Руда	280	0,06	2,7	460	8
22	Гравий	350	0,09	2,9	320	5
23	Известняк	270	0,07	2,7	530	11
24	Песчаник	230	-	2,15	400	7
25	Антрацит	280	-	1,65	310	9
26	Каменный уголь	300	-	1,45	270	6
27	Руда	120	0,02	3,4	600	10
28	Сланец	110	0,03	3,1	380	12

В гидротранспортных установках для транспортирования насыпного груза применяют пульпонасосы или шламовые насосы (рис. 1.) и водяные насосы (рис. 2).

Рис. 1. Схема гидротранспортной установки с пульпонасосом:

1 – резервуар для пульпы; 2 – пульпонасос; 3 – водопровод;

4 – решётка; 5 – резервуар для воды; 6 – насос для воды

Рис. 2. Схема гидротранспортной установки с водяным насосом:

1 – насос для воды; 2 – бункер с питателем;

3 – пульпопровод; 4 – резервуар для пульпы

Методические указания к решению задачи

1. Определение производительности гидротранспортной установки

Объемная производительность транспортной установки:

– по твёрдому материалу, V, м³/ч:

– по гидросмеси, V_Г, м³/ч:

где s – объёмная концентрация гидросмеси, принимается при транспортировании кусковых грузов s = 0,2…0,25; при транспортировании тонкодисперсных грузов – s = 0,25…0,5;

– по воде, V_Ж, м³/ч:

Плотность гидросмеси (пульпы), , т/м³:

где ρ_Ж – плотность воды, ρ_Ж = 1 т/м³.

2. Выбор диаметра трубопровода

Предварительный диаметр трубопровода принимается на основании опытных данных. Трубопроводы гидротранспортных систем малых диаметров выполняют из стальных бесшовных труб по ГОСТ 8732-78. Рекомендуемые условные диаметры трубопроводов, D, мм: 150, 175, 200, 250, 300, 350, 400.

Для кусковых грузов минимальный диаметр трубы должен удовлетворять условию:

D ≥ 3∙a_max

3. Определение скорости движения гидросмеси

При транспортировании тонкодисперсных грузов критическую скорость, U_кр, м/с, определяют по формуле:

где n = 1…1.5 – опытный коэффициент, учитывающий влияние степени перемешивания смеси;

g – ускорение свободного падения, g = 9,81 м/с²;

a – соотношение плотностей частиц груза и несущей среды:

При транспортировании кусковых грузов (больше 2 мм) критическую скорость, U_кр, м/с, определяют по формуле:

где С₁ = 8,5...9,5 – эмпирический коэффициент;

f_b – коэффициент трения груза о стенки трубы (Прилож., табл. 2);

Скорость движения гидросмеси U в трубопроводе, для выбранного диаметра трубы D, должна быть больше критической скорости U_кр, т.е.

Для обеспечения устойчивой эксплуатации гидротранспортной системы с минимальными энергетическими затратами рекомендуется, чтобы .

4. Определение потребного давления

Потери давления, P_Г, Па, при движении гидросмеси (пульпы):

Р_Г = k₁ ∙ Р₀ (1 + a ∙ s), (9)

где k₁ = 1,1…1,15 – коэффициент, учитывающий степень перемешивания гидросмеси;

Р₀ – потери давления при движении чистой воды со скоростью, равной скорости гидросмеси, Па:

где λ – коэффициент гидравлических сопротивлений, для гладких труб λ = 0,012;

ρ_Ж – плотность воды, ρ_Ж = 1000 кг/м³.

Потери давления, Р_В, Па, на вертикальном участке:

Р_В = ρ_П · g · Н_В. (11)

где ρ_П – плотность гидросмеси (пульпы), кг/м³.

Потери давления, Р_М, Па, от местных сопротивлений:

Р_М = (0,05…0,1)∙Р_Г. (12)

Суммарные потери давления, Р_с, кПа:

Р_с = (Р_Г + Р_В + Р_М)·10^-3. (13)

5. Расчет мощности приводного двигателя

Мощность приводного двигателя, N, кВт, насосного агрегата:

где – коэффициент запаса, принимается = 1,1…1,2;

η = 0,7…0,9 – КПД насосного агрегата.

Приложения

Таблица 2. Значения обобщённого коэффициента трения f_b

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

---

email: KarimovI@rambler.ru

Адрес: Россия, 450071, г.Уфа, почтовый ящик 21

Теоретическая механика Сопротивление материалов

Прикладная механика Строительная механика Теория машин и механизмов

00:00:00