Гидравлический транспорт

1. ЛЕКЦИЯ

Гидравлический транспорт

2.

Гидравлическим транспортом называют транспорт, в котором перемещение грузов
осуществляется вместе с жидкостью (водой) по трубам, лоткам и другим искусственным руслам.
Гидравлический транспорт применяют для гидромеханизации горных пород при добыче
сырья на карьерах, для транспортирования цементного сырья на заводе, а также с установок
расположенных в непосредственной близости от карьера.
Смесь жидкости с частицами груза называют гидросмесью или пульпой.
Отношение твердой составляющей (Т) и жидкой (Ж) характеризует консистенцию смеси.
Гидросмеси с Т/Ж=1/2 и большим содержанием твердой составляющей называются шламами.
Гидравлический
транспорт
разделяют
на
самотечный
по
желобам
и
напорный
по
трубам.
Последний,
по
способу
ввода
груза в трубопровод, разделяют на установки с пульпонасосами и питателями (рис. 1).
Рис. 1. Схемы гидротранспортных установок:
а – с пульпонасосом; б – с камерным питателем и центробежным насосом
1 – конвейер; 2 – водовод; 3 – грохот; 4 – воронка; 5 – приемный бункер;
6 – резервуар; 7- насос; 8 - пульпопровод; 9 – пульпонасос; 10, 11– резервуар;
12 – насос; 13 – трубопровод; 14 – бункер; 15 – пульпопровод

3.

В последнее время получили широкое распространение установки
гидротранспорта для транспортирования гидросмеси пластичных пород
(мела, глины, мергеля), которые на месте добычи перерабатывают в шлам и
в подготовленном виде транспортируют по трубам на завод для получения
клинкера в обжиговых печах.
На заводах по производству строительных материалов более
распространены установки с пульпонасосами.
Различают следующие режимы движения потока гидросмеси в
трубопроводе:
1. Движение близкое к равномерному распределению частиц по
поперечному сечению трубопровода – требует больших скоростей потока и
больших затрат энергии.
2. Движение с неравномерным распределением твердых частиц по
поперечному сечению – требует превышения скорости трогания частиц на 620% для избегания отложения частиц на нижней части трубопровода и
малых затрат энергии.
3. Движение потока при частичном отложении частиц груза и с
образованием на дне трубопровода неподвижного слоя – выгоден при
перемещении абразивных материалов, но требует промывки (периодически)
трубопровода чистой водой.
В промышленных условиях в большинстве случаев гидроустановки
работают по второму режиму.

4.

Преимущества гидротранспорта:
- высокая производительность;
- большая длина транспортирования на сложной трассе;
- отсутствие механического оборудования на трассе;
- возможность совмещения транспортирования с гашением и гранулированием шламов,
сортированием по крупности и т.п.
Недостатки:
- ограничение по видам и характеристикам перемещаемых грузов;
- абразивный износ оборудования;
- потребность в больших количествах воды;
- опасность замерзания в зимних условиях.
Рис. 2. Центробежный насос:
1 – всасывающий трубопровод; 2 – передняя крышка; 3 – патрубок; 4 – корпус;
5 – выходной патрубок; 6 – центробежное колесо

5.

Быстроизнашиваемыми элементами пульпопровода являются колена. Для
увеличения их долговечности применяют сменные стальные вкладыши или бруски из
гранита, либо другой крепкой породы.
Рис. 3. Колено пульпопровода, армированное вкладышами:
а – стальными сегментами; б – секционными из гранита
На напорной линии устанавливают обратный клапан для защиты
насоса от гидравлического удара, который может возникнуть в
случае движения потока гидросмеси в обратном направлении
при отключении гидронасоса.
При большой протяженности пульпопроводов на трассе устанавливают воздушные
колонны-колпаки для нейтрализации гидравлических ударов.
Для перекрытия трубопроводов используют задвижки.
Работу гидротранспортной установки контролируют с помощью
манометров и вакуумметров.

6.

Основы расчета установок напорного гидравлического транспорта
Исходные данные: производительность по массе груза Qm; дальность перекачки L;
разность отметок подъема H; характеристики транспортируемого груза; плотность
гидросмеси ρГ; концентрация μ.
Последовательность расчета:
1. Определяют критическую скорость гидросмеси кр , (м/с) из таблиц в зависимости от
характеристики груза и предварительно принятого внутреннего диаметра
пульпопровода DT .
2. Принимают расчетную скорость гидросмеси (м/с):
(1,1 1, 2) кр ,
(1)
3. Находят расход гидросмеси (м3/ч):
Qm
VГ
,
(2)
Г
4. Проверяют предварительно принятый диаметр пульпопровода (м) по подаче:
DT
4VГ
3600 ,
(3)
Если диаметр DT окажется меньше, то принимают следующий больший диаметр и
заново определяют критическую и расчетные скорости.
5. Проводят проверку диаметра DT на кусковатость:
(4)
DT (2,5 3) d max ,
где d max - размер максимального куска, м.

7.

6. Рассчитывают давление (Па) насоса:
p pвс pг pтр p м pо ,
где pвс - потери при всасывании, pвс 20 30 Па;
pг - потери вследствие разности отметок подъема, Па
pг 1000 Н г g ;
pтр- потери на трение по длине трубопровода, Па
1000 2 L г
pтр
,
2 DТ
(5)
(6)
(7)
где
- коэффициент сопротивления при протекании чистой воды в
зависимости от DT ;
p м 0,1 pтр - местные потери в коленах и т.п.;
pо 30 50 Па - остаточное давление в конце трубопровода.
7. По давлению и расходу гидросмеси VГ выбирают соответствующий насос.

8. Спасибо за внимание!