Теоретичні дослідження динаміки пилових потоків у гірничих виробках і розробка фізичної моделі взаємодії диспергованої рідини з завислим у повітрі карбоновмісним пилом
Дослідження механізму захоплення завислого у повітрі карбоновмісного пилу і диспергованої рідини у вентиляційному потоці є важливою науково-практичною задачею, яка неможлива без розгляду динаміки пилових і диспергованих водних потоків. На основі відомих теоретичних і експериментальних даних взаємоді...
Gespeichert in:
| Datum: | 2018 |
|---|---|
| 1. Verfasser: | |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Ukrainian |
| Veröffentlicht: |
Інститут геотехнічної механіки імені М.С. Полякова НАН України
2018
|
| Schriftenreihe: | Геотехнічна механіка |
| Online Zugang: | http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/174458 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Zitieren: | Теоретичні дослідження динаміки пилових потоків у гірничих виробках і розробка фізичної моделі взаємодії диспергованої рідини з завислим у повітрі карбоновмісним пилом / М.С. Горобей // Геотехнічна механіка: Міжвід. зб. наук. праць. — Дніпро: ИГТМ НАНУ, 2018. — Вип. 141. — С. 184-189. — Бібліогр.: 7 назв. — укр. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
irk-123456789-174458 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
irk-123456789-1744582021-01-19T01:26:30Z Теоретичні дослідження динаміки пилових потоків у гірничих виробках і розробка фізичної моделі взаємодії диспергованої рідини з завислим у повітрі карбоновмісним пилом Горобей, М.С. Дослідження механізму захоплення завислого у повітрі карбоновмісного пилу і диспергованої рідини у вентиляційному потоці є важливою науково-практичною задачею, яка неможлива без розгляду динаміки пилових і диспергованих водних потоків. На основі відомих теоретичних і експериментальних даних взаємодії диспергованої рідини із завислим у повітрі пилом уточнений механізм захоплення зваженого вугільного пилу краплями рідини у вентиляційному потоці: частки пилу не повинні обов’язково змочуватися і занурюватися до крапельної рідини. Исследование механизма захвата взвешенной в воздухе карбонсодержащей пыли и диспергированной жидкости в вентиляционном потоке является важной научно-практической задачей, которая невозможна без рассмотрения динамики пылевых и диспергированных водных потоков. На основе известных теоретических и экспериментальных данных взаимодействия диспергированной жидкости с взвешенным в воздухе пылью уточнен механизм захвата взвешенной угольной пыли каплями жидкости в вентиляционном потоке: частицы пыли не должны обязательно смачиваться и погружаться в капельной жидкости. Research of mechanism of capturing carbon-containing dust suspended in air and dispersed liquid in the ventilation flow is an important scientific and practical task, which can not be solved without considering dynamics of dust and dispersed water flows. Taking the known theoretical and experimental data on interaction between dispersed liquid and carboncontaining dust suspended in air as a bsse, mechanism for capturing suspended coal dust by liquid droplets in the ventilation stream is now undaerstood more exactly: dust particles do not have to be wetted and immersed in a droplet liquid, for example, in case of natural and forced charge of dust and dispersed water flows. 2018 Article Теоретичні дослідження динаміки пилових потоків у гірничих виробках і розробка фізичної моделі взаємодії диспергованої рідини з завислим у повітрі карбоновмісним пилом / М.С. Горобей // Геотехнічна механіка: Міжвід. зб. наук. праць. — Дніпро: ИГТМ НАНУ, 2018. — Вип. 141. — С. 184-189. — Бібліогр.: 7 назв. — укр. 1607-4556 DOI: https://doi.org/10.15407/geotm2018.141.184 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/174458 504.054:622.807.2 uk Геотехнічна механіка Інститут геотехнічної механіки імені М.С. Полякова НАН України |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| language |
Ukrainian |
| description |
Дослідження механізму захоплення завислого у повітрі карбоновмісного пилу і диспергованої рідини у вентиляційному потоці є важливою науково-практичною задачею, яка неможлива без розгляду динаміки пилових і диспергованих водних потоків. На основі відомих теоретичних і експериментальних даних взаємодії диспергованої рідини із завислим у повітрі пилом уточнений механізм захоплення зваженого вугільного пилу краплями рідини у вентиляційному потоці: частки пилу не повинні обов’язково змочуватися і занурюватися до крапельної рідини. |
| format |
Article |
| author |
Горобей, М.С. |
| spellingShingle |
Горобей, М.С. Теоретичні дослідження динаміки пилових потоків у гірничих виробках і розробка фізичної моделі взаємодії диспергованої рідини з завислим у повітрі карбоновмісним пилом Геотехнічна механіка |
| author_facet |
Горобей, М.С. |
| author_sort |
Горобей, М.С. |
| title |
Теоретичні дослідження динаміки пилових потоків у гірничих виробках і розробка фізичної моделі взаємодії диспергованої рідини з завислим у повітрі карбоновмісним пилом |
| title_short |
Теоретичні дослідження динаміки пилових потоків у гірничих виробках і розробка фізичної моделі взаємодії диспергованої рідини з завислим у повітрі карбоновмісним пилом |
| title_full |
Теоретичні дослідження динаміки пилових потоків у гірничих виробках і розробка фізичної моделі взаємодії диспергованої рідини з завислим у повітрі карбоновмісним пилом |
| title_fullStr |
Теоретичні дослідження динаміки пилових потоків у гірничих виробках і розробка фізичної моделі взаємодії диспергованої рідини з завислим у повітрі карбоновмісним пилом |
| title_full_unstemmed |
Теоретичні дослідження динаміки пилових потоків у гірничих виробках і розробка фізичної моделі взаємодії диспергованої рідини з завислим у повітрі карбоновмісним пилом |
| title_sort |
теоретичні дослідження динаміки пилових потоків у гірничих виробках і розробка фізичної моделі взаємодії диспергованої рідини з завислим у повітрі карбоновмісним пилом |
| publisher |
Інститут геотехнічної механіки імені М.С. Полякова НАН України |
| publishDate |
2018 |
| url |
http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/174458 |
| citation_txt |
Теоретичні дослідження динаміки пилових потоків у гірничих виробках і розробка фізичної моделі взаємодії диспергованої рідини з завислим у повітрі карбоновмісним пилом / М.С. Горобей // Геотехнічна механіка: Міжвід. зб. наук. праць. — Дніпро: ИГТМ НАНУ, 2018. — Вип. 141. — С. 184-189. — Бібліогр.: 7 назв. — укр. |
| series |
Геотехнічна механіка |
| work_keys_str_mv |
AT gorobejms teoretičnídoslídžennâdinamíkipilovihpotokívugírničihvirobkahírozrobkafízičnoímodelívzaêmodíídispergovanoírídinizzavislimupovítríkarbonovmísnimpilom |
| first_indexed |
2025-07-15T11:25:43Z |
| last_indexed |
2025-07-15T11:25:43Z |
| _version_ |
1837712013327859712 |
| fulltext |
ISSN 1607-4556 (Print), ISSN 2309-6004 (Online) Геотехнічна механіка. 2018. № 141
184
УДК 504.054:622.807.2 DOI: https://doi.org/10.15407/geotm2018.141.184
ТЕОРЕТИЧНІ ДОСЛІДЖЕННЯ ДИНАМІКИ ПИЛОВИХ ПОТОКІВ У ГІРНИЧИХ ВИРОБКАХ
І РОЗРОБКА ФІЗИЧНОЇ МОДЕЛІ ВЗАЄМОДІЇ ДИСПЕРГОВАНОЇ РІДИНИ З ЗАВИСЛИМ У
ПОВІТРІ КАРБОНОВМІСНИМ ПИЛОМ
1Горобей М. С.
1
Державна екологічна академія післядипломної освіти та управління
ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ДИНАМИКИ ПЫЛЕВЫХ ПОТОКОВ В ГОРНЫХ
ВЫРАБОТКАХ И РАЗРАБОТКА ФИЗИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ
ДИСПЕРГИРОВАННЫХ ЖИДКОСТЕЙ СО ВЗВЕШЕННОЙ В ВОЗДУХЕ
КАРБОНСОДЕРЖАЩЕЙ ПЫЛЬЮ
1Горобей М. С.
1
Государственная экологическая академия последипломного образования и управления
THEORETICAL RESEARCH OF DYNAMICS OF DUST FLOWS IN UNDERGROUND
WORKINGS AND DEVELOPMENT OF A PHYSICAL MODEL FOR INTERACTION BETWEEN
DISPERSED LIQUIDS AND CARBON-CONTAINING DUSTSUSPENDED IN THE AIR
1Horobei M.S.
1
State Environmental Academy of Postgraduate Education and Management
Анотація. Екологічна небезпека викидів карбоновмісного пилу зумовлює необхідність проведення заходів
щодо знепилювання шахтних вентиляційних потоків і зниження викидів пилу до атмосфери. Аналіз розглянутих
фахових літературних джерел показав, що у теперішній час відсутні теоретичні роботи з питання вивчення
механізму захвату зваженого карбоновмісного пилу диспергованими водними струменями. Відсутня фізична модель
процесу. Дослідження механізму захоплення завислого у повітрі карбоновмісного пилу і диспергованої рідини у
вентиляційному потоці є важливою науково-практичною задачею, яка неможлива без розгляду динаміки пилових і
диспергованих водних потоків. На основі відомих теоретичних і експериментальних даних взаємодії диспергованої
рідини із завислим у повітрі пилом уточнений механізм захоплення зваженого вугільного пилу краплями рідини у
вентиляційному потоці: частки пилу не повинні обов’язково змочуватися і занурюватися до крапельної рідини. Цього
може і не бути при природній і примусовій зарядженості пилового і диспергованого водного потоків. Потрапляючи до
сфери впливу електростатичних сил, частки прямують до крапель, доки не впадуть на грунт виробки, не встигаючи
коагулюватися. Після потрапляння часток карбоновмісного пилу на мокрий ґрунт ефект знепилення вентиляційного
потоку буде досягнутий. Доведено, що рух часток пилу і крапель рідини буде переходити від турбулентного режиму
до ламінарного, захоплюючи і перехідний режим. Тому розгляд тільки ламінарного режиму з використанням закона
Стокса, як у работах попередників, може призвести до грубих помилок. Дослідження показали, що користуватися
законом Стокса при оцінці вертикальної швидкості руху можна тільки при діаметрах часток чи крапель менших 200
мкм. Також не можна користуватися законом Стокса для повздовжної швидкості в активній зоні дії факелу, де
локальні числа Рейнольдса можуть сягати декілька тисяч. Отримані результати дозволяють розкрити механізм
взаємодії розпиленої рідини з вугільним пилом і можуть бути використані при розробці нових ефективних засобів
боротьби з карбоновмісним пилом.
Ключові слова: карбоновмісний пил, пилоподавлення, дисперговані водні струмені, ламінарний режим,
турбулентний режим.
Під час вивчення динаміки пилових і диспергованих водних струменів,
аналогічно [1], будемо вважати частки пилу і краплі рідини як окремі об‘єкти, які
рухаються у вентиляційному потоці.
Оберемо вісі координат (рис.1): x - повздовжна координата за рухом
вентиляційного потоку з початком від місця створення пилового потоку
(розташування комбайну) чи від місця розташування водяного факелу, y -
поперечна координата знизу доверху з початком біля ґрунту виробки.
________________________________________________________________________________________________
© М.С. Горобей, 2018
https://doi.org/10.15407/geotm2018.141.184
ISSN 1607-4556 (Print), ISSN 2309-6004 (Online) Геотехнічна механіка. 2018. № 141
185
Рисунок 1 - Схема руху і механічної взаємодії розпиленої рідини (кружечки) з
карбоновмысним пилом (зірочки) у похилій виробці
Рівняння руху твердого чи рідкого тіла у полі сили тяжіння, має вигляд [2]
Wgm
dt
Ud
m ii
(1)
де mi - маса i - ї частки пилу чи краплі рідини, кг; U
вектор відносної
швидкості руху частки чи краплі, м/с; t час з моменту початку політу частки
чи краплі, с; g
прискорення сили тяжіння, м/с
2
; W
сила опору руху часток
чи крапель, Н.
У проекціях на вісі координат рівняння руху частинок пилу або крапель
рідини представимо у вигляді
y
i
x
i
W
d
g
dt
d
W
d
g
dt
du
31
31
6
cos
;
6
sin
(2)
де ,u проекції вектора швидкості на вісі координат, м/с; g прискорення
сили тяжіння (приймається рівним 9,81м/с
2
); α1 – кут нахилу виробки до
горизонту, град; ρ – щільність частки або краплі (зазвичай приймається рівною
1300 кг/м
3
– для часток вугільного пилу і рівною 1000 кг/м
3
– для води); di –
діаметр i – тої частки або краплі, м; Wx , Wy - проекції вектора сили опору руху,
Н
Вважається, що сили опору руху тіла в повітрі пропорційні кінетичній
енергії відносного руху і площі миделевого перетину тіла [3]. У векторній
формі ця залежність може бути представлена у вигляді
ISSN 1607-4556 (Print), ISSN 2309-6004 (Online) Геотехнічна механіка. 2018. № 141
186
24
0
2 UUd
сW i
п
, (3)
де сп – коефіцієнт опору, який залежить від швидкості і диаметру часток чи
крапель; ρ0 – щільність повітря, кг/м
3
.
Для відносного руху у потоці повітря формула (3) у проекціях на вісі
координат з урахуванням знаку напрямку руху (за потоком чи проти нього)
прийме вигляд:
2
)(
4
000
2 uuuud
сW i
хх
;
24
0
2 i
уy
d
сW (4)
де сх, су – проекції коефіцієнту опору на вісі координат;
0
u швидкість
вентиляційного потоку, м/с.
Підставляючи вираз (4) до системи рівнянь (2), отримаємо
i
x
i
x
d
c
g
dt
d
uuuu
d
c
g
dt
du
4
3
cos
);(
4
3
sin
0
00
0
(5)
Додамо до рівнянь системи (5) початкові умови, виходячи з того, що частки
чи краплі у місці їх утворення набувають під кутом нахилу до ґрунту виробки
швидкість, яка не збігається зі швидкістю повітря:
2121 sin)0()2;cos)0()1 uuu (6)
де u1 – початкова швидкість руху часток пилу чи крапель рідини, м/с; α2 – кут
нахилу початкової швидкості руху часток чи крапель до ґрунту виробки, град.
Багаточисельні експериментальні дослідження [3] показують, що коефіцієнт
супротиву шаровидної форми підкорюється двучленному закону і може бути з
достатнім ступенем точності прийнятий рівним
i
п
dU
с
24
5,0 (7)
На рис. 2 наведена розрахункова крива (7) і експериментальні дані [3]
залежності коефіцієнту опору руху тіл шаровидної форми від локального числа
Рейнольдса при переході від ламінарного режиму до турбулентного.
Під локальним числом Рейнольдса [1] мається на увазі відношення
динамічних сил частки пилу або краплі рідини до сил в'язкості повітря
ISSN 1607-4556 (Print), ISSN 2309-6004 (Online) Геотехнічна механіка. 2018. № 141
187
i
y
i
x
dduu
Re;Re
0
(8)
Максимальна похибка розрахункових даних, як показали порівняння з
експериментальними даними, не перевищує 10 – 20%. З аналізу можливих
значень локального числа Рейнольдса виходить, що він може зміннюватися у
широких межах. Так, приймаючи мінімальний діаметр dmin = 1 мкм і мінімальну
швидкість umin = 0,1 м/с, отримаємо Re = 0,007. А приймаючи максимальний
діаметр dmax = 1000 мкм і максимальну швидкість umin = 100 м/с [2], отримаємо
Re = 6667.
0
5
10
15
20
25
30
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
Рисунок 2 - Залежність коефіцієнта опору руху тіл шаровидної форми від локального числа
Рейнольдса під час переходу від ламінарного режиму до турбулентного режиму
Таким чином, рух часток пилу і крапель рідини буде переходити від
турбулентного режиму до ламінарного, захоплюючи і перехідний режим. Тому
розгляд тільки ламінарного режиму з використанням закона Стокса, як в
роботах [4, 5], може привести до грубих помилок.
Вирішуючи алгебраїчні рівняння другого порядку [6, 7], знайдемо граничне
значення проекцій швидкості
12
2
11
1
2
12
2
11
1
02
cos4
cos2
;
sin4
sin2
gaaa
g
gaaa
g
uu
(9)
З формули (9) виходить, що при а2 = 0 режим руху ламінарний, а при а1 = 0
– турбулентний.
На рис. 3 представлена залежність граничної вертикальної швидкості від
діаметру часток чи крапель, встановлена за другою формулою (9). З рис. 2.3
виходить, що користуватися законом Стокса при оцінці вертикальної швидкості
руху можна тільки при діаметрах часток чи крапель менших 200 мкм. Так,
важко повірити, що крапля діаметром 0,5 мм рухалась зі швидкістю 7 м/с. З
R
e
с
п
ISSN 1607-4556 (Print), ISSN 2309-6004 (Online) Геотехнічна механіка. 2018. № 141
188
урахуванням турбулентності потоку її швидкість буде складати згідно рис. 2.3
всього 2,5 м/с.
Рисунок 3 - Залежність граничної вертикальної швидкості руху частки чи краплі від її
діаметру під час ламінарного (крива 1) і змішаного режимів (крива 2)
Тим більше не можна користуватися законом Стокса для повздовжної
швидкості в активній зоні дії факелу, де локальні числа Рейнольдса, як уже
відмічалось, можуть складати декілька тисяч.
___________________________________________
СПИСОК ЛІТЕРАТУРИ
1. Кудряшов Р.Р., Воронина Л.Д., Шуринова М.К., Воронина Ю.В., Большаков В.А.. Смачивание пыли и контроль
запылѐнности воздуха в шахтах. М.: Наука, 1979. 196 с.
2. Журавлѐв В.П., Глузберг Б.Е. Выбор способа орошения для пылеподавления. // Техника безопасности, охрана труда
и горноспасательное дело. Научн.-техн. реф. Сб. – ЦНИЭИуголь, 1979, №3. – С. 2 – 3
3. Седов Л.И. Методы подобия и размерности в механике. М.: Наука, 1967. 428 с.
4. Поздняков Г. А., Марынюк Г.К. Теория и практика борьбы с пылью в механизированных подготовительных забоях.
М.: Недра, 1983. 126 с.
5. Шлихтинг Г..Теория пограничного слоя. М.: Наука, 1974. –712 с.
6. Горобей М.С., Булгаков Ю.Ф., Шайхлисламова И.А., Алексеенко С.А.. Розробка математичної моделі аеродинамічної
взаємодії розпиленої води з частинками вугільного пилу. // Розробка родовищ: Зб. наук. пр. 2015. Т. 9. С. 443-449.
7. Горобей М.С., Булгаков Ю.Ф. Теоретическое исследование процесса осаждения угольной пыли в гравитационных и
электростатических полях. // Вісті Донецького гірничого інституту. 2014. № 2(34). С. 210-215
REFERENCES
1. Kudryashov R.R., Voronina L.D., Shurinova M.K., Voronina Yu.V. and Bolshakov V.A. (1979), Smachivaniye pyli I kontrol
zapylennosti vozdukha v shakhtakh [Dust wetting and dust control in mines], Nauka, Moscow, SU.
2. Zhuravlev V.P. and Gluzberg B.E. (1979), ―The choice of irrigation method for dust suppression‖, Tekhnika bezopasnosti,
okhrana truda I gornospasatelnoe delo, no. 3. pp. 2 – 3.
3. Sedov L.I. (1967), Metody podobiya I razmernosti v mekhanike [Similarity and Dimension Methods in Mechanics], :Nauka,
Moscow, SU.
4. Pozdnyakov G.A. and Martynyuk G.K. (1983), Teoriya I praktika borby s pylyu v mekhanozirovannykh podgotovitelnykh
zaboyakh [Theory and practice of dust control in mechanized preparatory faces], : Nedra, Moscow, SU.
5. Shlikhting G. (1974), Teoriya pogranichnogo sloya [Boundary layer theory], Nauka, Moscow, SU.
6. Gorobei M.S., Bulgakov Yu.F., Shaykhlislamova I.A. and Alekseenko S.A. (2015), ―Development of mathematical model for
aerodynamic interference of sprayed water with coal dust particles‖, Rozrobka of rodovyshch, Vol.. 9, pp. 443-449.
7. Gorobei M.S. and Bulgakov Yu.F. (2014), ―Theoretical study of the process of coal dust deposition in gravitational and
electrostatic fields", Vіstі Donetskogo gіrnychogo Instytutu, no. 2 (34), pp. 210-215.
___________________________________________
Про автора
Горобей Марина Сергіївна, магістр, старший науковий співробітник, ТОВ «Науковий Парк «Чорнобиль» Державного
закладу Державна екологічна академія післядипломної освіти та управління, Київ, Україна, marina.gorobey@gmail.com
mailto:marina.gorobey@gmail.com
ISSN 1607-4556 (Print), ISSN 2309-6004 (Online) Геотехнічна механіка. 2018. № 141
189
About the author
Horobeі Maryna Serhiivna, Master of Science, Senior Researcher at Scientific Park Chornobyl State Institution State
Environmental Academy of Postgraduate Education and Management, Kyiv, Ukraine, marina.gorobey@gmail.com
_____________________________________________
Аннотация Экологическая опасность выбросов карбонсодержащей пыли обуславливает необходимость
проведения мероприятий по обеспыливанию шахтных вентиляционных потоков и снижению выбросов пыли в
атмосферу. Анализ рассмотренных профессиональных литературных источников показал, что в настоящее
время отсутствуют теоретические работы по вопросу изучения механизма захвата взвешенной
карбонсодержащей пыли диспергированными водными струями. Отсутствует физическая модель процесса.
Исследование механизма захвата взвешенной в воздухе карбонсодержащей пыли и диспергированной жидкости
в вентиляционном потоке является важной научно-практической задачей, которая невозможна без рассмотрения
динамики пылевых и диспергированных водных потоков. На основе известных теоретических и
экспериментальных данных взаимодействия диспергированной жидкости с взвешенным в воздухе пылью
уточнен механизм захвата взвешенной угольной пыли каплями жидкости в вентиляционном потоке: частицы
пыли не должны обязательно смачиваться и погружаться в капельной жидкости. Этого может и не быть при
естественной и принудительной заряженности пылевого и диспергированного водного потоков. Попадая в сферу
влияния электростатических сил, частицы устремляются к каплям, пока не упадут на почву выработки, не успев
коагулироваться. После попадания частиц карбонсодержащей пыли на мокрый грунт эффект обеспыливания
вентиляционного потока будет достигнут. Доказано, что движение частиц пыли и капель жидкости будет
переходить от турбулентного режима к ламинарному, захватывая и переходный режим. Поэтому рассмотрение
только ламинарного режима с использованием закона Стокса, как в работах предшественников, может привести
к грубым ошибкам. Исследования показали, что пользоваться законом Стокса при оценке вертикальной скорости
движения можно только при диаметрах частиц или капель меньших 200 мкм. Тем более нельзя пользоваться
законом Стокса для продольной скорости в активной зоне действия факела, где локальные числа Рейнольдса,
могут составлять несколько тысяч. Полученные результаты позволяют раскрыть механизм взаимодействия
распыленной жидкости с угольной пылью и могут быть использованы при разработке новых эффективных
средств борьбы с карбонсодержащей пылью.
Ключевые слова: карбонсодержащая пыль, пылеподавление, диспергированные водные потоки,
ламинарный режим, турбулентный режим.
Abstract. The environmental risk of carbon-containing dust emissions necessitates undertaking measures for
dedusting the mine ventilation air streams and reducing dust emissions to the atmosphere. An analysis of the reviewed
professional literature sources has shown that today, there is no theoretical works covering mechanism of capturing
suspended carbon-containing dust by the dispersed water jets. There is also no physical model of this process.
Research of mechanism of capturing carbon-containing dust suspended in air and dispersed liquid in the ventilation flow
is an important scientific and practical task, which can not be solved without considering dynamics of dust and dispersed
water flows. Taking the known theoretical and experimental data on interaction between dispersed liquid and carbon-
containing dust suspended in air as a bsse, mechanism for capturing suspended coal dust by liquid droplets in the
ventilation stream is now undaerstood more exactly: dust particles do not have to be wetted and immersed in a droplet
liquid, for example, in case of natural and forced charge of dust and dispersed water flows. Having occurred in the area
uinder the effect of electrostatic forces, particles move to dropletss until falling on the roadway soil and before being
coagulated. When the particles of carbon-containing dust get the wet soil, effect of the ventilation flow dedustinf starts. It
is proved that motion of dust particles and liquid droplets passes from the turbulent regime to the laminar one and
partially captures the transition regime. Therefore, consideration of laminar regime only by the Stokes law, as it is in the
works of predecessors, can lead to gross errors. Researchs have shown that the Stokes law can be used for estimating
vertical speed of motion only in case of particle or droplet diameters smaller than 200 microns. Moreover, one cannot
use the Stokes law for the longitudinal velocity in the core of the torch, where the local Reynolds numbers can amount
several thousand. The results obtained allow revealling mechanism of interaction between the atomized liquid and coal
dust and can be used in designing of new effective means for removing suppression carbon-containing dust.
Keywords: carbon dust, dust suppression, dispersed water flows, laminar regime, turbulent regime.
Стаття надійшла до редакції 17.09. 2018.
Рекомендовано до друку д-ром техн. наук Т.В. Бунько
mailto:marina.gorobey@gmail.com
|