Авторы: А.В. Угольников, В.Н. Макаров, Н.В. Макаров, А.В. Лифанов

Название статьи: Критериальные уравнения – теоретические основы технологии гидровихревой классификации мелкодисперсных техногенных отходов

Год: 2019, Номер: 5, Страницы: 74-83

Отрасль знаний: 25.00.21 Теоретические основы проектирования горнотехнических систем

Индекс УДК: 622.23.05

DOI: 10.26730/1999-4125-2019-5-74-83

Аннотация: Актуальность исследований. Использование техногенных минеральных образований (ТМО) в производстве высокотехнологичной продукции является актуальной, адекватной стратегией улучшения структуры ВВП России. В настоящее время активное внедрение утилизации ТМО ограничено высокими требованиями к фракционному составу, медианным размерам и дисперсности частиц ТМО. Одним из сдерживающих факторов повышения эффективности утилизации мелкодисперсных ТМО является недостаточное совершенство техники и технологии и их классификации. Жесткие требования классификации по дисперсии медианных размеров тонкодисперсных ТМО обусловливают необходимость поиска способов и технических средств их реализации, которые в условиях вероятностного распределения физико-механических, геометрических, кинематических параметров наночастиц могут эффективно их реализовывать. Для обеспечения качественного сырья в производстве материалов с уникальными свойствами необходима технология, при которой классификация по дисперсии медианного размера частиц ТМО будет автомодельна, т. е. независима от их физико-механических характеристик.
Цель исследований. Графоаналитическое моделирование и построение критериальных уравнений инерционной гидровихревой кинематической классификации в кипящем слое частиц ТМО для создания устройства ее реализации в виде гидровихревого классификатора Вентури.
Методы исследований. Основаны на научно обоснованной и экспериментально подтвержденной гипотезе об определяющем влиянии на траекторию движения частиц ТМО сил инерционного неустановившегося гидровихревого процесса их взаимодействия с вращающимися каплями жидкости в плоскости кипящего слоя по отношению к силам, обеспечивающим движение кипящего слоя. При этом минимальный диаметр поглощаемых гидрофобных частиц зависит от угловой скорости вращения капли жидкости.
Результаты исследований. Построены графоаналитическая модель и критерии подобия гидровихревой инерционной кинематической классификации микро- и наночастиц ТМО, позволяющие определять геометрические параметры и энергетические характеристики гидровихревого классификатора Вентури, его аэратора, положение приемных бункеров в зависимости от потребной производительности и энергетических характеристик гидровихревого аэратора. Получены уравнения движения и критериальные уравнения мелкодисперсной системы, содержащей капли жидкости с интегрированными в них частицами ТМО в условиях неустановившегося гидродинамического инерционного надстоксовского движения в процессе классификации в функции критериев Эйлера и Рейнольдаса. Подтверждена зависимость диаметра поглощаемых частиц компонентов сыпучих ТМО от угловой скорости вращения капель жидкости в процессе гидровихревой классификации. Установлена зависимость времени релаксации капель жидкости с интегрированными в них микро- и наночастицами ТМО в процессе гидровихревой классификации от их медианного размера. Проведены испытания опытно-промышленного образца гидровихревого классификатора Вентури ГКВ-280.

Ключевые слова: Утилизация классификация гидровихревая инерционная кинематическая коагуляция труба Вентури критерии Рейнольда и Эйлера

Дата получения: 08.08.2019

Дата опубликования: 31.12.2019

ЦИТИРОВАНИЕ СКАЧАТЬ