НАЦІОНАЛЬНА АКАДЕМІЯ НАУК УКРАЇНИ

ІНСТИТУТ ГЕОТЕХНІЧНОЇ МЕХАНІКИ

ДЗЮБА Сергій Володимирович

УДК (622.648.6:621.867.81:622.807.12((043.3)

ОБҐРУНТУВАННЯ ПАРАМЕТРІВ РУХУ АЕРОЗАВИСІ

В АСПІРАЦІЙНО-ЗБЕЗПИЛЮВАЮЧИХ СИСТЕМАХ

ЗБАГАЧУВАЛЬНИХ ФАБРИК

05.15.11 - “Фізичні процеси гірничого виробництва”

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата технічних наук

Дніпропетровськ - 2002

Дисертацією є рукопис

Робота виконана в Інституті геотехнічної механіки Національної академії наук України (ГТМ НАН України)

Науковий керівник

доктор технічних наук

Блюсс Борис Олександрович,

Інститут геотехнічної механіки НАН України,

завідувач відділом геодинамічних систем та вібраційних технологій,

старший науковий співробітник

Офіційні опоненти:

доктор технічних наук, професор,

Шевельов Гаррій Агапович, Інститут геотехнічної механіки Національної академії наук України, головний науковий співробітник відділу гірничої аерогазодинаміки, м. Дніпропетровськ

кандидат технічних наук

Оксень Юрій Іванович,

доцент кафедри гірничої механіки Національної гірничої академії України

Ведуче підприємство Комплексний науково-дослідний і проектно-конструкторський інститут з проблем Центрального району Донбасу (ДонНДІ) Міністерства палива та енергетики України, м. Горлівка.

Захист відбудеться “29” березня 2002 р. о 1500 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 08.188.01 Інституту геотехнічної механіки НАН України за адресою: 49005, м. Дніпропетровськ, вул. Сімферопольська, 2-А, факс (056) 462426.

З дисертацією можна ознайомитися в бібліотеці Інституту геотехнічної механіки НАН України за адресою: 49005, м. Дніпропетровськ, вул. Сімферопольська, 2-А.

Автореферат розісланий “28”лютого 2002 р.

Вчений секретар

спеціалізованої вченої ради

доктор технічних наук, професор Четверик М.С.

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

А к т у а л ь н і с т ь п р о б л е м и. Переробка мінеральної сировини включає використання сухих методів збагачення, таких як магнітна й електростатична сепарація. Характерною рисою технологічної схеми є велика кількість транспортного устаткування: конвейєрів, елеваторів, шнеків і пневможолобів, де технологічні потоки представлені аерозависями. При цьому ефективність процесу збагачення визначається стабільністю роботи її аспіраційно-знепилюючих систем (АЗС), вплив яких істотний для режимів збагачувальних апаратів і умов роботи обслуговуючого персоналу.

Особливість аспіраційно-знепилюючих систем збагачувальних фабрик полягає в тому, що стійкість їхньої роботи визначається не тільки характеристиками трубопроводів і турбомашин, але й акустичними характеристиками збагачувального устаткування. При цьому коливальні і нестаціонарні процеси, що виникають при втраті стійкості режимiв роботи АЗС, приводять до зниження ефективності збагачення мінеральної сировини.

Для рішення основних проблем аспірації, знепилювання і пневмотранспортування у ряді провідних інститутів, таких як Донецький національний технічний університет, Національна гірнича академія України, МАКНДІ, ДонНДI (Горлівка), IГТМ НАН України, Механобрчермет, ВАТ Південкольорметгазоочистка та у ряді інших організацій проводились дослідження з вивчення експлуатаційної надійності і підвищенню ефективності роботи систем аспірації й знепилювання і забезпеченню санітарних норм у виробничих приміщеннях збагачувальних фабрик.

Однак, у даний час для систем аспірації та знепилювання відсутні методи розрахунку межі зони стійких режимів роботи, що суттєво, тому що, для АЗС характерні коливальні і нестаціонарні режими руху аеросумiші. Це приводить до експлуатації АЗС в неномінальних режимах, знижує ефективність їхнього використання і показники процесу переробки мінеральної сировини.

Тому обґрунтування параметрів руху аеросуміші в аспіраційно-знепилюючих системах збагачувальних фабрик, що дозволяють стабілізувати режими роботи технологічного устаткування і підвищити ефективність технологій збагачення мінеральної сировини, є актуальним науково-практичним завданням, що має важливе народногосподарське значення.

Зв`язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дисертація виконана в рамках державної бюджетної теми НАН України 1.3.5.4 “Наукові основи забезпечення надійності технологій збагачення мінеральної сировини”, що виконується за проблемою 3.2.2 “Розробка й удосконалення теорії і методів збагачення корисних копалин”, у якій автор є виконавцем.

Основна ідея роботи полягає у використаннi встановлених особливостей руху аерозависi, якi пов`язують взаємний вплив акустичних характеристик аспіраційно-знепилюючих систем і технологічного устаткування.

Метою роботи є підвищення ефективності систем аспірації та знепилювання збагачувальних фабрик на основі обґрунтування параметрів стійкого руху аерозависів.

Для її реалізації поставлені та вирішені наступні задачі:

1. Розробити моделі нестаціонарних режимів руху аеросумiші в аспіраційно-знепилюючих системах збагачувальних фабрик, що враховують взаємний вплив акустичних характеристик устаткування, витратно-напiрних характеристик трубопроводу і турбомашини та зміну властивостей аеросумiші в знепилюючих апаратах.

2. Дослідити вплив властивостей твердих часток, зовнішнього і внутрішнього температурного впливу, конструктивних характеристик трубопроводу на параметри і режим руху аеросумiші в аспіраційно-знепилюючих установках.

3. Визначити коливальні режими руху аэросуміші в аспіраційно-знепилюючих системах, сформулювати умови виникнення незатухаючих коливань і розрахувати межі зони стійких режимів.

4. Розробити методику розрахунку стійких режимів роботи аспіраційно-знепилюючих систем для технологій переробки мінеральної сировини, що враховує витратно-напiрнi та акустичні характеристики елементів мережі.

5. Провести експериментальні дослідження з метою визначення границі зони стійкого режиму робіт аспіраційно-знепилюючих систем.

Об'єкт дослідження - аеродинамічні і механічні процеси в системах аспірації й знепилювання збагачувальних фабрик.

Предмет дослідження - параметри і стійкість коливальних режимів руху аерозависi в системах аспірації та знепилювання.

Наукове значення роботи полягає в розробці моделей нестаціонарного руху аеросуміші в аспіраційно-знепилюючих системах збагачувальних фабрик, що враховують витратно-напiрнi та акустичні характеристики елементів системи; у встановленні зон стійких режимів руху аеросуміші з урахуванням зміни її температури; в обґрунтованому виборі технічних рішень, що забезпечують стійкий режим руху аерозависi.

Наукові положення, якi виносяться автором на захист.

1. Зміна акустичної маси трубопроводів АЗС на 10-60%, без досягнення критичних швидкостей аеросуміші, можлива за рахунок вибору діаметрів вертикальних трубопроводів у 2-3 рази більше горизонтальних.

2. При коливальних процесах в АЗС декремент коливань пульсації швидкості часток дорівнює різниці між зворотними величинами часу релаксації частки і декрементом коливань подання пилогазового потоку.

3. Співвідношення діаметрів вертикальних і горизонтальних трубопроводів АЗС, при яких забезпечується рух аерозависi у надкритичному режимі, прямо пропорційно кореню п'ятого ступеня з концентрації аеросуміші.

4. Підвищення концентрації твердих часток приводить до збільшення частоти і декремента вимушених коливань у потоці аэросуміші, а при підвищенні щільності часток відповідні параметри вимушених коливань знижуються.

Наукова новизна отриманих результатів полягає в тому, що:

·

·

·

Практичне значення отриманих результатів складається:

·

·

·

Реалізація результатів роботи. Методику розрахунку стійких режимів роботи аспіраційно-знепилюючих систем для технологій переробки мінеральної сировини передано в інститути IГТМ НАН України, Механобрчермет, ВАТ Південкольорметгазоочистка для використання при розрахунках межі зони стійких режимів аспіраційних систем, а також використано при проектуванні і модернізації аспірацiйної системи ділянки доведення збагачувальної фабрики Вільногірського державного гірничо-металургійного комбінату (ВДГМК).

Апробація роботи. Результати дисертаційної роботи доповідалися на наукових семінарах Інституту геотехнічної механіки НАН України, на Першій промисловій міжнародній науково-технічній конференції “Ефективність реалізації наукового, ресурсного і промислового потенціалу в сучасних умовах” у п. Славське (лютий 2001 р.), на Міжнародній науково-технічній конференції “Перспективи розвитку гірничорудної, вуглевидобувної і збагачувальної галузей промисловості” у м. Краматорську (травень 2001 р.) , на семінарі IV Міжнародної наукової школи “Імпульсні процеси в механіцi суцільних середовищ” у м. Миколаєві (серпень 2001 р.).

Публікації. Основні положення дисертаційної роботи опубліковані в 12 наукових працях, у тому числі в 9 статтях у наукових фахових виданнях.

Структура й обсяг роботи. Дисертаційна робота складається із вступу, 5 розділів, висновків, списку використаних джерел із 107 найменувань і 7 додатків. Робота містить 241 стор., з них 193 основного тексту, ілюстрованого 74 рисунками з наведенням 20 таблиць і 48 стор. додатків.

Особистий внесок автора. Автором дисертації визначено мету, ідею роботи, поставлено завдання досліджень, сформульовано наукові положення, висновки, рекомендації, проаналізовано й узагальнено результати теоретичних і експериментальних досліджень. Експериментальні дослідження виконано при особистій участі автора. Текст дисертації написаний особисто автором.

Методи дослідження. При моделюванні систем аспірації і знепилювання збагачувальних фабрик використано комплексний підхід, що включає експериментальні дослідження в промислових умовах для виявлення і перевірки основних закономірностей, їхнє теоретичне дослідження апробованими методами газодинаміки гетерогенних середовищ, а також моніторинг знепилюючого і пиловловлюючого устаткування в умовах збагачувальних фабрик. Під час випробувань використано стандартнi методи й устаткування.

Автор висловлює вдячність працівникам Вільногірського ДГМК, ВАТ Південкольорметгазоочистка та ІГТМ НАН України за допомогу в проведенні експериментальних досліджень.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

Сучасні технології переробки мінеральної сировини неможливі без використання АЗС, від роботи яких залежить стабільність роботи технологічного устаткування і, як наслідок цього, якісні показники збагачення руд, розсипів і вугілля. Стійкість режимів роботи аспіраційно-знепилюючих систем визначається як витратно-напiрними характеристиками трубопроводів і турбомашин, так і акустичними характеристиками технологічного і транспортного устаткування.

Рішенню завдань, що виникають при експлуатації систем аспірації й знепилювання, а також при пневмотранспортуваннi мінеральної сировини присвячено роботи вчених ряду првідних інститутів, таких як: ДонНТУ, НГАУ, IГТМ НАН України, ДонНДI, Механоборчермет та ряду інших інститутів. Аналіз цих робіт показує, що відсутність методики оцінки межі стійких режимів роботи АЗС привело до їхньої експлуатації в неномінальних режимах. Виходячи з цих обставин автором виконано теоретичний аналіз ряду технологічних процесів, характерних для технологій переробки мінеральної сировини й отримано наступні залежності:

- діаметр граничного зерна при знепилюваннi у відцентрових знепилювачах, оптимальний діаметр сушильного барабану і діаметр робочої частини труби-сушарки прямо пропорційні квадратному кореню з продуктивності аспірацiйної установки;

- висота циклону, кількість обертів у ньому потоку аеросумiші, ефективний обсяг пиловловлюючої камери прямо пропорційні подачі аеросумiші;

- ефективність сушіння у сушильних барабанах і трубах-сушарках найбільш істотно залежить від подачі аеросумiші. Так, в обох випадках, вологість концентрату на виході з цих апаратів обернено пропорційна подачі аспірованої аеросуміші в четвертому ступені;

- гранична крупність часток при знепилюваннi в циклонах і мокрих знешламлювачах обернено пропорційна квадратному кореню від витрати аспірованої аеросуміші, а час перебування матеріалу в трубі-сушарці обернено пропорційний величині витрати, що відводиться.

При нестаціонарних режимах роботи аспірацiйних і пневмотранспортних систем їх ефективність, а також раціональні параметри будуть змінюватися відповідно до залежностей, які представлені на рис. 1, де по вісі ординат приведено відношення параметрів, а по вісі абсцис відношення витрат аспірованої аеросумiші відповідно для нерозрахованого і номінального режимів.

Рис. 1 Вплив неномінальних режимів роботи АЗС

на показники технологічного устаткування:

1 діаметр граничного зерна при відцентровому знепилюванні, діаметр сушильного барабану, діаметр труби-сушарки;

2 висота циклону, обсяг пиловловлюючої камери;

3 вологість концентрату після сушильного барабану і труби-сушарки;

4 діаметр граничного зерна в циклонах, діаметр граничного зерна в мокрому знешламлювачі.

Аналіз систем аспірації і пневмотранспортування, якi використано у технологіях збагачення показує, що їх можна розділити на три характерних групи, кожнiй з яких відповідає своя розрахункова схема: перша “устаткування - трубопровід - устаткування - трубопровід - турбомашина”, друга“турбомашина - трубопровід - устаткування - трубопровід - устаткування” і третя “ устаткування - турбомашина - трубопровід - устаткування”.

Основними акустичними характеристиками для устаткування й елементів зовнішніх мереж АЗС є акустична маса й акустична гнучкість. Обидва ці параметри визначаються обсягом устаткування і середньою площею його поперечного перерізу, і розраховуються за формулами:

, (1)

, (2)

, , (3)

де L, D, W - відповідно довжина об'єкту, діаметр поперечного перерізу трубопроводів і об`єми апарату;

t і g - щільність твердого матеріалу і повітря;

a, - параметр Архімеда матеріалу, що транспортується, і концентрація аеросумiшi;

ca, c - швидкість звуку в повітрі та в аеросумішi;

Cp, Cs, ka – відповідно теплоємність повітря при постійному тиску, теплоємність матеріалу часток, показник адіабати повітря.

Технологічне і транспортне устаткування, а також трубопроводи мають значні об`єми і велику площу поперечного перерізу. Так, об`єми захисних камер на конвейєрах, елеваторах і грохотах пропорційні ширині сита грохота чи конвейєрної стрічки. Об`єми захисних камер дробарок пропорційні максимальному геометричному розміру цього устаткування, а мокрі пиловловлювачі за висотою дорівнюють відстанi між двома поверхами збагачувальної фабрики.

Від акустичної маси всмоктувального і нагнітального трубопроводів багато в чому залежить стабільність режиму роботи обраного компресорного устаткування.

Одна з розрахункових схем, як найтиповіша для систем аспірації збагачувальних фабрик, показана на рис. 2.

Рис. 2 Розрахункова схема АЗС

Аеродинамічну модель цієї системи представлено системою диференційних рівнянь (4).

(4)

де Ca, , Ka і Ма , La - відповідно акустичні гнучкості ємкостей до турбомашини і маси трубопроводів установки;

, і Pa - відповідно тиск в емкостях перед турбомашиною та атмосферний;

Q1( ), Q2( ), і Qk( ) - відповідно витрати через ємкості до турбомашини і турбомашину;

k1, k2, k3, k4 - коефіцієнти призначення ємкості;

t - час;

F і - витратно-напірні характеристики турбомашини і трубопроводу.

Залежності Q1(P1), Q2(P1), і Qk (P2) розраховуються на підставі виразу , де значення параметра Фруда Fri визначається з рішення рівняння:

, (5)

коефіцієнти якого i залежать від властивостей матеріалу, що транспортується, концентрації аеросуміші і параметрів зовнішньої мережі.

У роботі розглянуто три види технологічних емкостей в АЗС - бункер, змішувач і сепаратор. Змішувачі це ємкості, у яких відбувається утворення аеросуміші. До них подається окремо повітря і твердий матеріал, а виходить аеросуміш заданої концентрації. У сепараторі відбувається очищення аеросуміші від твердих часток, тобто, з нього виходить аеросуміш з концентрацією меншою, ніж надходить. У бункері не відбувається зміни концентрації аеросуміші. Для зазначених емкостей у дисертаційній роботі отриманi коефіцієнти призначення ємкості при надходячому і виходячому витратах, що представлено в табл. 1, де - сепараційна характеристика технологічної ємкості, що показує, яка частина твердого матеріалу відокремлюється від потоку.

Таблиця 1

Коефіцієнти призначення технологічних емкостей

Вид

устаткування |

Величина |

Витрата на вході |

Витрата на виході

ki | 1 | 1

Бункер | i | 1

ki | 1

Змішувач | i

ki

Сепаратор | i

У даній роботі розрахунковим шляхом для системи (4) отримано залежність втрат напору при русі аерозависi в трубопроводах у залежності від концентрації твердого матеріалу, яку показано на рис. 3.

Рис. 3 Зміна втрат напору при русі аерозависi у трубопроводах у залежності від концентрації твердого матеріалу

для різних параметрів Архімеда

Аналіз стійкості робочого режиму системи (4), проведений з використанням умови Гурвіца, показує, що робота АЗС буде стійкою, якщо всі дійсні частини коренів характеристичного рівняння (i) будуть вiд`ємними:

, ,

(6)

.

На підставі отриманих виразів для i й умови стійкості можна сформулювати вимоги й обмеження на витратно-напірні характеристики турбомашини, елементів і трубопроводів АЗС, властивості пилогазового потоку й акустичні параметри емкостей. З використанням залежностей (6) було отримано вираження для визначення частоти і декременту коливань в АЗС.

Нестаціонарні і коливальні режими роботи АЗС впливають на динаміку руху твердих часток у збагачувальному устаткуванні, в аспірованих укриттях, у знепилюючих і пиловловлюючих апаратах та в трубопроводах АЗС. Від цього багато в чому залежить як ефективність знепилювання, так і стабільність роботи основного устаткування. За характером впливу розглянутий процес порівняно з впливом турбулентних пульсацій на перенесення газовим потоком частки твердого.

Під час експлуатації АЗС гірничозбагачувальних підприємств також має місце тепловий вплив на аеросуміш, яка рухається в трубопроводі. Такий вплив може відбуватися в результаті транспортування твердих часток з температурою, що відрізняється від температури газового потоку чи при тепловому впливі на трубопровід АЗС. Перший із зазначених варіантів найбільш часто зустрічається усередині технологічного циклу, після операцій сушіння промпродуктiв. Другий випадок більш характерний для магістралей, що проходять поза виробничими приміщеннями, коли зовнішня поверхня трубопроводів піддається впливу прямих сонячних променів у літній період року і низьких температур узимку. З огляду на викладене в роботі отримані залежності акустичної маси і гнучкості технологічного устаткування і трубопроводів в АЗС для різних температур несучого газового потоку.

Теоретичні дослідження, що проведено і промислові випробування в умовах ділянки доведення збагачувальної фабрики ВДГМК на аспіраційних системах № 1 і № 2 дозволили встановити, що сумарна акустична маса трубопроводів аспіраційної системи складає для АС-1 83,57103 кг/м4 і для АС-2 46,81103 кг/м4, середня величина акустичної гнучкості укриттів технологічного устаткування ділянки доведення складає Са=39,9410-5 м4 с2/кг. При цьому сумарна акустична гнучкість укриттів технологічного устаткування, трубопроводів і елементів аспіраційних систем складає 24,3310-2 м4 с2/кг для АС-1 і 19,8510-3 м4 с2/кг для АС-2.

Основну акустичну гнучкість досліджених аспіраційних систем ділянки доведення складають СИОТ (циклони Свердловського інституту безпеки праці), які встановлені перед турбомашинами. На них припадає від 95 % до 98 % акустичної гнучкості аспіраційної системи.

На підставі отриманих акустичних параметрів аспіраційних систем для кожної з них сформульовано обмеження на витратно-напірні характеристики турбомашини і зовнішньої мережі, дотримання яких забезпечує стійкий режим руху пилогазового потоку.

Виходячи з умови загасання динамічних і коливальних процесів у трубопроводах і елементах досліджених аспіраційних систем, встановлено, що для них гранично припустиме значення похідної від витратно-напірної характеристики турбомашини по витраті обмежено значенням 1518 кг/(см4) для АС-2 і 696 кг/(см4) АС-1.

Промислові випробування містили в собі, насамперед, оцінку акустичних характеристик аспіраційних систем № 1 і № 2 ділянки доведення збагачувальної фабрики, умови стійкості роботи яких визначаються залежностями:

, (7)

, , (8)

де Loa - акустична маса аспіраційної системи;

Сoа - акустична гнучкість аспіраційної системи.

Відповідно до отриманих залежностей розраховано межі зони стійких режимів роботи вище зазначених АЗС, що графічно представлено на рис. 4.

Рис. 4 Межа зони стійкого режиму роботи аспіраційних систем ділянки доведення збагачувальної фабрики ВДГМК.

При проведенні експериментальних досліджень на трьох ділянках між вимірювальними точками, у результатi коливальних і нестаціонарних процесів, зареєстровано рух пилогазового потоку зі швидкостями нижче критичної з періодичними зупинками потоку, що знижувало ефективність роботи аспіраційної системи і приводило до заштибовування горизонтальних газоходів.

Аналіз положення точки, що характеризує нестiйкий режим роботи АЗС підтвердив параметри границь стійкості згідно рис. 4.

З огляду на викладене для забезпечення високої експлуатаційної надійності в роботі запропоновано наступний підхід. Величина - визначається характеристикою турбомашини, а параметр технологічними параметрами процесів в аспіраційно-знепилюючих системах, властивостями матеріалу в пилогазовому потоці і характеристикою трубопроводу. Межа зони стійкості дозволяє прогнозувати нестабільні режими роботи аспіраційних систем вже при проектуванні і коректувати технологічні параметри. При виборі компресора визначаємося значенням , і тим самим обмежуємо зміну параметру , тобто визначаємо припустимі діапазони зміни конструктивних параметрів технологічного і транспортного устаткування.

На пiдставi виконаних досліджень підвищено технологічний ресурс устаткування і знижено споживання енергоресурсів. Розрахунковий економічний ефект від збільшення випуску товарних концентратів склав 72 500 грн.

Розроблено “Методику розрахунку стійких режимів роботи аспіраційно-знепилюючих систем для технологій переробки мінеральної сировини”, що використовується в інститутах ІГТМ НАН України, Механобрчермет і ВАТ Південкольорметгазоочистка при розрахунках межі зони стійких режимів роботи АЗС збагачувальних фабрик.

Обгрунтованість та достовірність наукових положень, висновків і рекомендацій підтверджується коректним використанням аеродинамічного моделювання і випробуваних методів газодинаміки гетерогенних середовищ; задовільною збіжністю параметрів руху аеросуміші і межі стійких режимів АЗС, які отримані разрахунковим шляхом, з даними промислових випробувань з відносною похибкою, яка не перевищує 15 %; позитивним результатом впровадження розроблених методики та рекомендацій у процеси проектування та експлуатації АЗС збагачувальних фабрик.

ВИСНОВКИ

Дисертація є закінченою науково-дослідною роботою, у якій подається рішення актуальної науково-практичної задачі обґрунтування параметрів руху аерозависi в аспіраційно-знепилюючих системах, що дозволяє стабілізувати режими роботи технологічного устаткування і підвищити ефективність технологій збагачення мінеральної сировини.

При виконанні роботи отримано наступні наукові висновки і практичні результати:

1. Розроблено моделі нестаціонарних режимів руху аеросуміші в аспіраційно-знепилюючих системах збагачувальних фабрик, що враховують взаємний вплив акустичних характеристик устаткування, витратно-напірних характеристик трубопроводу і турбомашини та зміну властивостей аеросуміші.

2. Встановлено закономірності впливу концентрації твердих часток, зовнішньої і внутрішньої температурної дії, діаметру та довжини трубопроводу на витрати, тиск у перерізі та режим руху аеросуміші в аспіраційно-знепилюючих установках.

3. На основі аналізу нестаціонарних режимів руху аеросуміші сформульовано умови виникнення незатухаючих коливань витрат і тиску аерозависі в аспіраційно-знепилюючих системах, що дозволило побудувати межу стiйких режимiв у загальнених координатах “витратно-напiрна характеристика турбомашини витратно-напiрна характеристика мережi”.

4. Визначено залежність акустичної маси і гнучкості елементів АОС, технологічного устаткування і трубопроводів від температури несучого середовища, особливiсть якої полягає в тому, що при зміні температури акустична гнучкість не змінюється, а акустична маса з підвищенням температури зменшується.

5. Розроблено “Методику розрахунку стійких режимів роботи аспіраційно-знепилюючих систем для технологій переробки мінеральної сировини”, що передана і використовується в інститутах ІГТМ НАН України, Механобрчермет і ВАТ Південкольорметгазоочистка при розрахунках межі зони стійких режимів роботи аспіраційних систем.

6. Експериментальні дослідження на ділянці доведення збагачувальної фабрики Вільногірського державного гірничо-металургійного комбінату дозволили встановити зони стійкого режиму роботи аспираційних систем № 1 і № 2, що визначаються їх аеродинамічними властивостями.

Розрахунковий річний економічний ефект від впровадження результатів дисертаційної роботи складає 72 500 грн.

ОСНОВНІ ПОЛОЖЕННЯ І РЕЗУЛЬТАТИ ДИСЕРТАЦІЇ ОПУБЛІКОВАНО В РОБОТАХ

1. Дзюба С.В., Семененко Е.В., Смирнов В.В. Оценка надежности оборудования отделения гравитации ОФ Вольногорского горно-металлургического комбината// Збагачення корисних копалин: Сб. науч. тр. НГАУ.- Днепропетровск, 1999. - Вып. № 3(44). – С. 154 - 159.

2. Дзюба С.В., Смирнов В.В. Выбор варианта и расчет компенсирующих устройств для системы электроснабжения углеобогатительных предприятий// Геотехническая механика: Сб. научн. тр./ НАН Украины ИГТМ.- Днепропетровск, 1999. - Вып. №12. -С. 99 - 102.

3. Дзюба С.В. Математическая модель синхронного электропривода регулируемой турбоустановки // Геотехническая механика: Сб. научн. тр./ НАН Украины ИГТМ.- Днепропетровск, 1999. - Вып. №13. - С. 95 - 100.

4. Дзюба С.В., Саенко В.В., Семененко Е.В. Обеспечение надежности по затратам установок внутрифабричного транспорта // Геотехническая механика: Сб. науч. тр./ НАН Украины.- Днепропетровск, 2000.- Вып. № 21. – С. 91 - 95.

5. Дзюба С.В. Модель работы установки с пневмо-камерным насосом в нестационарном режиме // Геотехническая механика: Сб. научн. тр./ НАН Украины ИГТМ.- Днепропетровск, 2000. - Вып. №22. – С. 129 - 134.

6. Дзюба С.В., Семененко Е.В. Аналитическое исследование расходо-напорной характеристики трубопровода пневмотранспортной установки// Металлургическая и горнорудная промышленность: Научно-технический и производственный журнал.- Днепропетровск, 2000.- Вып. № 6.- С. 65-68.

7. Блюсс Б.А., Дзюба С.В., Семененко Е.В. Математические модели систем аспирации и обеспылевания в горно-обогатительных технологиях // Геотехническая механика: Сб. науч. тр./ НАН Украины ИГТМ.- Днепропетровск, 2001.- Вып. № 25. – С. 33-43 .

8. Блюсс Б.А., Дзюба С.В., Семененко Е.В. Определение рациональных параметров систем аспирации и обеспыливания в технологиях обогащения // Геотехническая механика: Сб. науч. тр./ НАН Украины ИГТМ.- Днепропетровск, 2001.- Вып. № 26. – С. 29 - 38.

9. Дзюба С.В. Влияние теплового воздействия на поток газа с твердыми частицами // Системне проектування та аналіз характеристик аерокосмічної техніки: Збірник наукових праць/ Навчальна книга.- Дніпропетровськ, 2001.- Вып. №3. С. 26-31.

10. Дзюба С.В. Устойчивость режимов работы транспортной установки с пневмо-камерным насосом // Материалы Первой промышленной международной научно-технической конференции “Эффективность реализации научного, ресурсного и промышленного потенциала в современных условиях”.- п. Славское, февраль 2001.- С. 210.

11. Дзюба С.В., Семененко Е.В. Предотвращение динамических явлений при движении аэросмеси в обогатительном оборудовании// Материалы IV Научной школы “ Импульсные процессы в механике сплошных сред”. - Николаев, сентябрь 2001.-С.124-126.

12. Дзюба С.В. Оценка параметров нестационарных процессов в системах аспирации и обеспыливания // Международная научно-техническая конференция “Перспективы развития горнорудной, угледобывающей и обогатительной отраслей промышленности”.- г. Краматорск, май 2001.- С. 21.

Особистий внесок автора у роботи, якi опублiкованi у спiвавторствi: 2,11 – участь в експериментах, аналiз результатiв; 6,7,8 – виконання теоретичних дослiджень, 1,4 – виконання экспериментальних дослiджень та аналiз отриманих результатiв.

АНОТАЦIЯ

Дзюба С.В. Обгрунтування параметрiв руху аерозависi в аспiрацiйно - знепилюючих системах збагачувальних фабрик.- Рукопис.

Дисертацiя на здобуття наукового ступення кандидата технiчних наук за спецiальнiстю 05.15.11 - “Фiзичнi процеси гiрничого виробництва”. - Iнститут геотехнiчної механiки НАН України, Днiпропетровськ, 2002.

У дисертацiйнiй роботi розглянуто питання розрахунку умов стiйкостi робочого режиму аспiрацiйно-знепилюючих систем. Розроблено новi моделi, якi описують нестацiонарнi режими роботи систем аспiрацiї та знепилювання в гiрничо-збагачувальних технологiях. Обгрунтовано вибiр параметрiв руху аерозависi в аспiрацiйно-знепилюваючих системах збагачувальних фабрик, якi враховують акустичнi характеристики елементiв, а також витратно-напiрну характеристику трубопроводiв цих систем.

Ключовi слова: аерозавис, нестацiонарнiсть, акустичнi характеристики.

АННОТАЦИЯ

Дзюба С.В. Обоснование параметров движения аэровзвеси в аспирационно-обеспыливающих системах обогатительных фабрик. – Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.15.11 - “Физические процессы горного производства”. – Институт геотехнической механики Национальной академии наук Украины, Днепропетровск, 2002.

Диссертация посвящена решению важной научно-технической задачи обоснования параметров движения аэросмеси в аспирационно-обеспыливаю-щих системах обогатительных фабрик, направленной на стабилизацию режимов работы технологического оборудования и повышение эффективности технологий обогащения минерального сырья.

Целью работы является повышение эффективности систем аспирации и обеспыливания обогатительных фабрик на основе обоснования параметров устойчивого движения аэровзвесей.

Основная идея работы заключается в определении параметров движения аэровзвеси с учетом взаимного влияния акустических характеристик аспирационно-обеспыливающих систем и технологического оборудования.

Впервые разработаны модели нестационарных режимов движения аэросмеси в аспирационно-обеспыливающих системах обогатительных фабрик, которые учитывают взаимное влияние акустических характеристик оборудования, расходно-напорных характеристик трубопровода и турбомашины и изменение свойств аэросмеси в обеспыливающих аппаратах.

Исследованы влияние свойств твердых частиц, внешнего и внутреннего температурного воздействия, конструктивных характеристик трубопровода на параметры и режим движения аэросмеси в аспирационно-обеспыливающих установках.

Изучены колебательные режимы движения аэросмеси в аспирационно-обеспыливающих системах, сформулированы условия возникновения незатухающих колебаний и рассчитаны границы области устойчивых режимов.

На основе проведенных теоретических и экспериментальных исследований определены границы зоны устойчивого режима работ аспирационно-обеспыливающих систем № 1 и № 2 участка доводки обогатительной фабрики ВГГМК.

Практическое значение работы состоит в том, что разработана “Методика расчета устойчивых режимов работы аспирационно-обеспыливающих систем для технологий переработки минерального сырья”, которая передана в институты ИГТМ НАН Украины, ОАО НИПИ Механобрчермет, ОАО Южцветметгазоочистка, где используется при расчетах границы области устойчивых режимов аспирационных систем. На основе методики произведен выбор оборудования аспирационной системы участка доводки обогатительной фабрики Вольногорского государственного горно-металлургического комбината.

На обогатительной фабрике ВГГМК внедрены “Рекомендации по оценке устойчивости и выбору рациональных параметров стационарного режима движения аэровзвеси в газоходах аспирационных систем участка доводки”. С использованием этих рекомендаций произведена корректировка акустической массы и гибкости укрытий технологического оборудования, диаметров вертикальных участков газоходов с выбором рационального соотношения рабочей и критической скоростей и достигнут устойчивый режим работы систем аспирации и вентиляции. За счет реализации этих рекомендаций ожидаемый экономический эффект составил 72500 грн/год.

Ключевые слова: аэровзвесь, нестационарность, акустические характеристики.

THE SUMMARY

Dzjuba S.V. The grounding of air-suspension motion parameters in aspiratise-deduster systems of enriching factories. - Manuscript.

The thesis for a candidate degree of technical sciences in speciality 05.15.11 - “Physical processes of mining industry”.- The Institute of Geotechnical Mechanics of the National Academy of Sciences of Ukrainian, Dniepropetrovsk, 2002.

The dissertation deals with some questions of the design of working regime conditions stability in aspiratise-deduster systems.

New models that describe non-steady regimes in aspirative-deduster systems in mining-enriching technologies have been elaborated.

The choice of air-suspension movement parameters in systems of enriching factories that take into account acoustic element characteristics and those of dedusting equipment as well as head-discharge characterestics of pipes in these systems have been grounded.

Key words: air-mixture, non-steady, acoustics characters.

Видруковано на різографі ООО фірма “Сервіс”

Підписано до друку 22.02.2002

Умов. друк. акр. 1,04. Формат 8060 1/16

Тираж 100 прим. Замовлення № 615322

49005, м. Дніпропетровськ, пр. Гагаріна, 21