Design calculation of hydrotransport plant for technologies of highly-concentrated pulps storing
It is for the first time when a method of design calculation based on universal dimensionless quantities and analytical linear dependence between hydraulic gradient, initial shear stress, effective suspension viscosity and volumetric flow rate was proposed for systems for storing tailings in the for...
Saved in:
| Published in: | Геотехнічна механіка |
|---|---|
| Date: | 2015 |
| Main Author: | |
| Format: | Article |
| Language: | English |
| Published: |
Інститут геотехнічної механіки імені М.С. Полякова НАН України
2015
|
| Online Access: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/135976 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Journal Title: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Cite this: | Design calculation of hydrotransport plant for technologies of highly-concentrated pulps storing / S.N. Kirichko // Геотехнічна механіка: Міжвід. зб. наук. праць. — Дніпропетровск: ІГТМ НАНУ, 2015. — Вип. 125. — С. 47-56. — Бібліогр.: 10 назв. — англ. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1860016754026086400 |
|---|---|
| author | Kirichko, S.N. |
| author_facet | Kirichko, S.N. |
| citation_txt | Design calculation of hydrotransport plant for technologies of highly-concentrated pulps storing / S.N. Kirichko // Геотехнічна механіка: Міжвід. зб. наук. праць. — Дніпропетровск: ІГТМ НАНУ, 2015. — Вип. 125. — С. 47-56. — Бібліогр.: 10 назв. — англ. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Геотехнічна механіка |
| description | It is for the first time when a method of design calculation based on universal dimensionless quantities and analytical linear dependence between hydraulic gradient, initial shear stress, effective suspension viscosity and volumetric flow rate was proposed for systems for storing tailings in the form of highly-concentrated slurry. A distinctive feature of the proposed non-linear dependence between diameter of the pipeline, initial shear stress, effective suspension viscosity and volumetric flow rate is versatility of coefficients, which do not depend on the properties of solid phase and diameter or material of the pipeline. The findings have been resulted in a decision which helps specifying diameter of the trunk hydrotransport complex providing controllable flow of highly-concentrated pulp, in accordance with the Bingam-Shvedov rheological law, in a structured flow regime with taking into account flow pressure characteristics of the intended pumping equipment.
Впервые для систем складирования отходов обогащения в виде пульпы высокой концентрации предложен метод проектировочного расчета, основанный на универсальных безразмерных величинах и аналитической линейной зависимости между гидравлическим уклоном, начальным напряжением сдвига, эффективной вязкости и объемным расходом суспензии. Отличительной особенностью предложенной в статье нелинейной закономерности между диаметром трубопровода, начальным напряжением сдвига, эффективной вязкости и объемным расходом суспензии является универсальность коэффициентов, не зависящих от свойств твердой фазы, диаметра или материала трубопровода. В результате проведенных исследований получено решение, впервые позволяющее установить диаметр магистрали гидротранспортного комплекса, обеспечивающего регламентированный расход пульпы высокой концентрации, подчиняющейся реологическому закону Бингама-Шведова, в структурированном режиме течения, с учетом расходно-напорной характеристики предполагаемого насосного оборудования.
Вперше запропоновано метод проектувального розрахунку для систем складування відходів збагачення у вигляді пульпи високої концентрації, заснований на універсальних безрозмірних величинах та аналітичної лінійної залежності між гідравлічним ухилом, початковим напруженням зсуву, ефективної в'язкості і об'ємною витратою суспензії. Відмінною особливістю запропонованої в статті нелінійної закономірності між діаметром трубопроводу, початковим напруженням зсуву, ефективної в'язкості і об'ємною витратою суспензіїє універсальність коефіцієнтів, які залежать від властивостей твердої фази, діаметра або матеріалу трубопроводу. В результаті проведених досліджень отримано рішення, яке вперше дозволяє встановити діаметр магістралі гідротранспортного комплексу, що забезпечує регламентований витрату пульпи високої концентрації, яка підкоряється реологічному закону Бінгама-Шведова, в структурованому режимі течії, з урахуванням витратно-напірної характеристики насосного обладнання, що передбачається.
|
| first_indexed | 2025-12-07T16:45:32Z |
| format | Article |
| fulltext |
ISSN 1607-4556 (Print), ISSN 2309-6004 (Online) Геотехнічна механіка. 2015. №125 47
UDC 622.648.24.002.5:622.693.4
Kirichko S.N., M.Sc (Tech.)
(IGTM NAS of Ukraine)
DESIGN CALCULATION OF HYDROTRANSPORT PLANT
FOR TECHNOLOGIES OF HIGHLY-CONCENTRATED
PULPS STORING
Кірічко С.Н., магістр
(ІГТМ НАН України)
ПРОЕКТУВАЛЬНИЙ РОЗРАХУНОК ГІДРОТРАНСПОРТНОГО
УСТАТКУВАННЯ ДЛЯ ТЕХНОЛОГІЙ СКЛАДУВАННЯ ПУЛЬП З
ВИСОКОЮ КОНЦЕНТРАЦІЄЮ
Киричко С.Н., магистр
(ИГТМ НАН Украины)
ПРОЕКТИРОВОЧНЫЙ РАСЧЕТ ГИДРОТРАНСПОРТНОЙ
УСТАНОВКИ ДЛЯ ТЕХНОЛОГИЙ СКЛАДИРОВАНИЯ ПУЛЬП
ВЫСОКОЙ КОНЦЕНТРАЦИИ
Abstract. It is for the first time when a method of design calculation based on universal dimen-
sionless quantities and analytical linear dependence between hydraulic gradient, initial shear stress,
effective suspension viscosity and volumetric flow rate was proposed for systems for storing tail-
ings in the form of highly-concentrated slurry. A distinctive feature of the proposed non-linear de-
pendence between diameter of the pipeline, initial shear stress, effective suspension viscosity and
volumetric flow rate is versatility of coefficients, which do not depend on the properties of solid
phase and diameter or material of the pipeline.
The findings have been resulted in a decision which helps specifying diameter of the trunk
hydrotransport complex providing controllable flow of highly-concentrated pulp, in accordance
with the Bingam-Shvedov rheological law, in a structured flow regime with taking into account
flow-pressure characteristics of the intended pumping equipment.
Keyword: cleaning rejects, paste, flow, slope of waste storage, cleaning rejects mass.
Mining Processing Plants (MPP) are the basis for industrial regions of Ukraine
sustainable development and simultaneously the source of the greatest environmental
threat. MPPs consume the considerable amount of the primary ecological resource –
clean water and also require more land areas for enrichment process wastes storage
[1]. However the amount of process water becomes less and there is no land allot-
ment for new wastes storages.
In these circumstances the only way to save the functionality of MPPs and the
sustainable development of regions where MPP are located is an implementation of
the retrofit technologies which assume getting of the enrichment process wastes in a
form of the high concentrated pulps (HCP) with more than 30% of the solid particles
inclusion volume fraction.
Today the technologies are known that make it possible to thicken the enrichment
process wastes up to such concentration but the resultant HCP has rheological properties
© С.Н. Киричко, 2015
ISSN 1607-4556 (Print), ISSN 2309-6004 (Online) Геотехнічна механіка. 2015. №125 48
and also plastic fluid properties appear. For those fluids the dependences of rheologi-
cal properties and some of hydraulic characteristics while flowing over the pipeline
are known. Modes and operating standards of hydrotransportation and storage tech-
nologies of such wastes are unknown that restrains those prospective technologies
implementation at the homeland MPPs.
While calculating of the hydrotransportation parameters the goal of the calcula-
tion is the evaluation of the critical speed value, the hydraulic gradient or the pipeline
critical diameter for the chosen material, the specified pipeline diameter with the pre-
scribed pulp charge or the stream of supply depending on the suspension concentra-
tion. However the definition of the critical speed for HCP does not correspond to the
same definition for the low concentrated pulps [1]. The most part of HCP generated
from the enrichment process wastes are plastic fluids and correspond the Bingham-
Shvedov Rheological Law. Some researchers offer to calculate the critical speed for
HCP according to the condition of the complete flow core destruction and structural
flow regime finishing[2-4]. Other scientists suggest to use the evaluation of input into
the hydraulic gradient of an item that contains the viscosity of the suspension [1, 5].
This work has as its goal to ground the possible modes of operation for the
hydrotransportational complexes that provide enrichment process wastes storage in a
form of and also to develop the method of their designed calculation.
For the grounding of the modes of HCP pumped flow regimes it is reasonable to
overwrite the dependence for the hydraulic gradient using the dimensional quantities
scales included into it. [3, 5].
Q
i 0
~
, (1)
2
0 gD
, (2)
~16
4
0 Dg
, (3)
00
~ , (4)
~ , (5)
where i – hydraulic gradient; – upper yield point module; – rate of discharge of
hydrotransportational complex line [1]; 0 – water density; g – gravity acceleration;
0 – upper yield point (UYP); – pulp effective viscosity (EV); Q – HCP volume
flow rate; 0
~ – UYP effective value; ~ – EV effective value; D – pipeline diameter;
, – coefficients of approximation indices of the Buckingham’s complete equation
solution.
The expression (1) includes two items, each of them dominates in its flow regime.
ISSN 1607-4556 (Print), ISSN 2309-6004 (Online) Геотехнічна механіка. 2015. №125 49
The first item dominates in the Shvedovskiy regime, the second item dominates in the
pseudo-laminar regime. Thus the Bingham’s regime is the flow regime where the in-
fluence of both of the items is comparable to each other [3, 8 – 10].
It is not difficult to show that the Shvedovskiy regime is realized with the volume
flow rates complying with the following inequation [2 – 7]:
SQQ , (6)
*1,0 QQS , (7)
~8
~
0
3
*
D
Q , (8)
the hydraulic gradient in such regime can be calculated by the formula:
0
~
1,1i , (9)
where *Q - line input equivalent value.
In much the same way for the pseudo-laminar regime the volume rate should be
[2 – 5]:
QQL , (10)
*10QQL , (11)
the hydraulic gradient in this regime can be calculated by the formula:
Q
i 1,1 , (12)
after simple transformations it can be rewritten in this way:
52
2
*
0 gD
Q
i
, (13)
Re
64
1,1* , (14)
where * - adjusted coefficient of hydraulic friction.
For the grounding of an adequacy of using the suggested formulas it is necessary
to investigate their correlation with the limit values of Reynolds criterion:
ISSN 1607-4556 (Print), ISSN 2309-6004 (Online) Геотехнічна механіка. 2015. №125 50
*
Re
Q
Q
Kr , (15)
2
0
2
~2
~
D
Kr . (16)
On the basis of the expression (15) and taking into consideration the inequations
(6) and (10) the following limitations for Reynolds number in the Binghamovskiy
flow regime were received:
KrKr 10Re1,0 . (17)
According to this the hydraulic gradient is calculated by the formula (13).
In HCP flow regimes for which the Reynolds number value exceeds the upper
limit from the set of inequalities (17), the hydraulic grade can be calculated by the
formulas (12) and (13). While the exceeding of the HCP consumption and the start of
the turbulent conditions the hydraulic calculation for the hydrotransportational com-
plex is calculated similar to the flow regime of the low concentrated hydromixture
but the coefficient of hydraulic friction in the formula (13) is calculated by the fol-
lowing expression [2, 7]:
8 Re
075,0
T , (18)
where T - coefficient of hydraulic friction for the turbulent flow regime.
Alternatively to the majority of all known recommendations the inequations (17)
take into consideration not only the rheological parameters of HCP, the density of the
solid phase particles but also the pipeline diameter. The adherence of Reynolds crite-
rion limits (17) as it is not difficult to show make it possible to implement the core or
structure flow regimes of HCP for the relative flow core radii over the range between
0,132-0,753.
The designed calculation is made with the aim to fix the pump applicability fac-
tors that are the pipe diameter and the pumps total pressure head and that are neces-
sary for the scheduled parameters and operative modes for the hydrotransportational
complex if to follow the conditions (17) and the given pulp intake [2 – 5].
With the given productivity of hydrotransportational complex for HCP
LS QQQ , (19)
it is easy to introduce the limits in a form of the pipeline diameter limitations
154,2
2
464,0
*
R
D
, (20)
ISSN 1607-4556 (Print), ISSN 2309-6004 (Online) Геотехнічна механіка. 2015. №125 51
3
0
* ~
~
PQ
R , (21)
and corresponding limitations for the hydraulic gradient
3
4
0
0
3
4
0
0
~
~729,23
~
~511,0
PP Qg
i
Qg
, (22)
where PQ - scheduled suspension flow; *R - pipeline typical radius.
Formulas (20) – (22) allow choosing the possible pipeline diameter variation
range and the necessary pipe pressure due to the given consumption, the concentra-
tion and the rheological properties of the pulp. For that firstly the relative input of the
installation is calculated
K
P
Q
Q
q , (23)
30
4
0
~
~
g
QK
, (24)
where q – relative input of the installation; KQ – rheological input module.
Then due to the q value limits of the acceptable values for pipe diameters and
pumps pressure are calculated:
g
qD
g
q
0
03
0
03
~
01,2
~
43,0
, (25)
Z
q
Lk
QHZ
q
Lk Z
P
Z
33
7,2351,0
, (26)
where PQH – flow pump pressure certified value with the input of PQ ; – coeffi-
cient of recalculation of consumption and pressure peculiarities (CPP) of the pump
changing water to HCP; Z – difference of line dead lifts; Zk – coefficient that takes
into consideration local hydraulic resistances.
Formulas (23) - (26) make it possible to estimate the variation ranges of mentioned
values. For calculating of the specific value it is necessary to choose the pump an oper-
ational field of which will obey all the parameters (26) and then to calculate the modi-
fied pressure linear head:
ISSN 1607-4556 (Print), ISSN 2309-6004 (Online) Геотехнічна механіка. 2015. №125 52
Lk
ZQH
i
Z
P
~
, (27)
and to estimate the necessary pipeline diameter value with the solution of the equa-
tion (27)
4
00
0
~16~2~
Dg
Q
gD
i P
, (28)
where i
~
- modified pressure linear head; - relative density of the suspension.
The equation (28) according to D is not complete algebraic quartic equation that
after simple substitutions can be reduced to
014 yy , (29)
Dig
Q
y P 2
~
~
4
0
, (30)
4
0
0
0
~
~
~
~
PQ
ig
ig
. (31)
Real roots of the equation (29) are cross points of quartic parabola with turned up
branch lines and parabola vertex in the coordinate origin and direct line that cross ax-
is of ordinates and axis of abscises in points 1;0 and 0;1 respectively. Function
charts of such functions always intercross in the first and the second quadrants of the
coordinate plane. In this case there can be only two cross points. On the ground of
this it can be concluded that the equation (29) has two real and two complex roots
thus it can be represented in the following form:
02222
dcyfey , (32)
where dcfe ,,, - real numbers.
Removing the parentheses in the expressions (32), collecting similar and equating
expressions for coefficients with argument coherent degrees to coefficients in the
equation (29) the system of non-linear algebraic equations to figure out dcfe ,,, is
obtained. The solution of this set of equations resolves itself into finding the real
roots of cubic equation with constantly positive discriminant. Thereby considering
that the root of the equation (29) must be real and positive, analytic expression for
calculation can be shown in the form of (Fig. 1, 2):
ISSN 1607-4556 (Print), ISSN 2309-6004 (Online) Геотехнічна механіка. 2015. №125 53
0
400
800
1200
1600
2000
1 250001 500001 750001 1000001
y
Figure 1 - The dependence of value y on the parameter for 1
1
1,2
1,4
1,6
1,8
0 0,2 0,4 0,6 0,8 1
y
Figure 2 - The dependence of value y on the parameter for 1
3
0
2
3
6
7
~
~
11
2
2
PQ
D
, (33)
3
4
3
4
1
127
256
1
127
256
. (34)
The numerical analysis of the dependences (33) and (34) illustrates that the equa-
tion solution can be approximated with engineering relevance with the following
functions:
ISSN 1607-4556 (Print), ISSN 2309-6004 (Online) Геотехнічна механіка. 2015. №125 54
5754,0999,0 ey 1
4997,0737,1 y 1
that after substitution in them the formulas (30) and (31) makes it possible instead of
the expression (33) to use these formulas
4
3
0
4
0
~~
~1097,0
4
0
~
~16 igQP Pe
ig
Q
D
1 ,
8
3
00
0
~
~
~754,0
~
ig
Qig
D P
1 .
The solution sets the essential nonlinear dependence between the diameter of the
pipeline that is scheduled by the consumption and rheological properties of HCP. In
accordance with the value that was calculated with the last formulas the nearest big-
gest diameter is chosen from the pipeline assortment. Then the adherence to the spec-
ifications (25) is checked. In a case when it is satisfied it is calculated by the formulas
(27) and (26) the pressure loss and the prescribed pipe pressure are adjusted. The de-
signed calculation is finished by the conditions checking (19) and the estimation of
motors capacity of chosen pumps with the reserve in 30%.
Thus for the first time for the systems of the enrichment process wastes storage in
a form of HCP it was suggested a method of pipeline diameter calculation based on
universal dimensionless values that take into consideration the high concentrated
pulp, flow and pipeline specifications.
For the first time it was grounded the analytic dependence between the pipeline
diameter, the upper yield point, the effective viscosity, and the volume flow rate of a
suspension, coefficients of which do not depend on the solid phase properties, the di-
ameter or material of the pipeline.
It was obtained the estimation of dimensionless flow rate intervals where the high
concentrated pulp viscosity or upper yield point input into the hydraulic gradient value
are dominant.
_____________________________
REFERENCES
1. Semenenko, E.V. (2011), Nauchnyie osnovyi gidromehanizatsii tehnologiy dlya otkryitoy dobyichi
titano- tsirkonievyih rossyipey [Scientific basis of hydromechanization technologies for opencast mining of
titanium-zircon placers], Naukova Dumka, Kiev, Ukraine.
2. Svitlyi, Yu.G. (2010), Hidravlicheskoe transportirovanie tverdyih materialov [Hydraulic transportation
of hard materials], Shidnyi vidavnichyi dim, Donetsk, Ukraine.
3. Krut, O.A. (2010), Vodougolnoe toplivo [Coal-water fuel], Naukova Dumka, Kiev, Ukraine.
ISSN 1607-4556 (Print), ISSN 2309-6004 (Online) Геотехнічна механіка. 2015. №125 55
4. Bulat, A.F., Vityshko, O.V. and Semenenko, Ye.v. (2010), Modeli elementov gidrotekhnicheskikh
sisnem gornykh predpriyatiy [Models of the elements of hydrotechnical systems of mining enterprises]:
Monograph, Herda, Dnepropetrovsk, UA.
5. Kirichko, S.N. (2012), Raschet parametrov gidrotransporta vysokokontsentrirovannykh gidrosmesey v
usloviyakh predpriyatiy Krivbassa [Calculation of hydrotransportation parameters of high concentrated
hydromixtures in the conditions of Krivbass Enterprises], Geo-Technical Mechanics, no 103, pp.101 – 106.
6. Shvornikova, G.M. (2010), Reduction of energy costs for coal-water fuel transportation via optimization
of processes and operating modes of hydrotransportation systems, Abstract of Ph.D dissertation, 05.22.12, V.
Dal East Ukrainian National University, Lugansk, Ukraine.
7. Svitliy, U.G. and Bilietskiy, V.S. (2009), Gidravlicheskiy transport [Hydraulic transport], Eastern
publishing house, Donetsk, Ukraine.
8. Vasiliev, K.A., Nikolaev, A.K. and Sazonov, K.G. (2006), Transportnye mashyny i gruzopod`emnoe
oborudovanie obogatitel`nykh fabric [Transport machines and lifting equipment of processing plants], Sci-
ence, St.Petersburg, RU.
9. Maharadze, L.I., Gochitashvili, T.Sh., Kril, S.I. and Smoylovskaya, L.A. (2006), Truboprovodniy
gidrotransport tverdykh sypuchikh materialov [Pipeline transportation of solid bulk materials], Mecniereba,
Tbilisi, Georgiya.
10. Tarasov, U.D., Dokykin, V.P. and Nikolaev, A.K. (2008), Napornye gidrotransportnye ustanovki v
gornoy promyshlennosti [Pressure hydrotransport installations in mining], St.Petersburg State mining insti-
tute (technical university), St. Petersburg, RU.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Семененко, Е.В. Научные основы технологий гидромеханизации открытой разработки титан-
цирконовых россыпей / Е.В. Семененко. – К.: Наукова думка, 2011. – 231 с.
2. Світлий, Ю.Г. Гідравлічний транспорт твердих матеріалів / Ю.Г. Світлий, О.А. Круть. – До-
нецьк.: Східний видавничий дім, 2010. – 268 с.
3. Круть, О.А. Водовугільне паливо / О.А. Круть. – К.: Наукова думка, 2010. – 172 с.
4. Булат, А.Ф. Модели элементов гидротехнических систем горных предприятий: Монография /
А.Ф. Булат, О.В. Витушко, Е.В. Семененко; Ин-т геотехнической механики им. Н.С. Полякова НАН
Украины. – Днепропетровск: Герда, 2010. – 216 с.
5. Киричко, С.Н. Расчет параметров гидротранспорта высококонцентрированных гидросмесей в
условиях предприятий Кривбасса /С.Н. Киричко // Геотехническая механика: межвед. сб. научн. тру-
дов / ИГТМ НАН Украины.- Днепропетровск, 2012.-№103.- С. 101-106.
6. Шворникова, Г.М. Снижение затрат на энергоресурсы для транспортировки водоугольного то-
плива и оптимизации процессов и режимов работы систем гидротранспортирования. Автореферат
дис.... д - ра техн. наук: 05.22.12: защищена 9.09.2010, Восточный Украинский Национальный Уни-
верситет им. В. Даля, Луганск, Украина.
7. Світлий, Ю.Г. Гідравлічний транспорт / Ю.Г. Світлий, В.С. Білецький. – Донецьк: Східний ви-
давничий дім, 2009. – 436 с.
8. Васильев, К.А Транспортные машины и грузоподъемное оборудование обогатительных фабрик
/ К.А. Васильев, А.К. Николаев, К.Г. Сазонов. – СПб.: Наука, 2006. – 359 с.
9. Трубопроводный гидротранспорт твердых сыпучих материалов / Л.И. Махарадзе,
Т.Ш. Гочиташвили, С.И. Криль, Л.А. Смойловская. – Тбилиси: Мецниереба, 2006. – 350 с.
10. Тарасов, Ю.Д. Напорные гидротранспортные установки в горной промышленности /
Ю.Д. Тарасов, В.П. Докукин, А.К. Николаев. – СПб.: СПб. Государственный горный институт (тех-
нический университет), 2008. – 104 с.
_____________________________
Об авторе
Киричко Сергей Николаевич, ведущий инженер отдела геодинамических систем и вибрацион-
ных технологий, Институт геотехнической механики им. Н.С. Полякова Национальной академии на-
ук Украины (ИГТМ НАНУ), Днепропетровск, Украина, igtmnanu@yandex.ru
mailto:igtmnanu@yandex.ru
ISSN 1607-4556 (Print), ISSN 2309-6004 (Online) Геотехнічна механіка. 2015. №125 56
About the author
Kirichko Sergey Nikolayevich, Master of Science, Leading Engineer of Department of Geodynamic sys-
tems and Vibration Technologies, N.S. Polyakov Institute of Geotechnical Mechanics under the National
Academy of Sciences of Ukraine (IGTM, NASU), Dnepropetrovsk, Ukraine,igtmnanu@yandex.ru
_____________________________
Аннотация. Впервые для систем складирования отходов обогащения в виде пульпы высо-
кой концентрации предложен метод проектировочного расчета, основанный на универсальных
безразмерных величинах и аналитической линейной зависимости между гидравлическим ук-
лоном, начальным напряжением сдвига, эффективной вязкости и объемным расходом суспен-
зии. Отличительной особенностью предложенной в статье нелинейной закономерности меж-
ду диаметром трубопровода, начальным напряжением сдвига, эффективной вязкости и объем-
ным расходом суспензии является универсальность коэффициентов, не зависящих от свойств
твердой фазы, диаметра или материала трубопровода. В результате проведенных исследований
получено решение, впервые позволяющее установить диаметр магистрали гидротранспорт-
ного комплекса, обеспечивающего регламентированный расход пульпы высокой концентра-
ции, подчиняющейся реологическому закону Бингама-Шведова, в структурированном режи-
ме течения, с учетом расходно-напорной характеристики предполагаемого насосного обору-
дования.
Ключевые слова: отходы, паста, течение, склон хранилища, масса отходов
Анотація. Вперше запропоновано метод проектувального розрахунку для систем скла-
дування відходів збагачення у вигляді пульпи високої концентрації, заснований на універса-
льних безрозмірних величинах та аналітичної лінійної залежності між гідравлічним ухилом,
початковим напруженням зсуву, ефективної в'язкості і об'ємною витратою суспензії. Відмін-
ною особливістю запропонованої в статті нелінійної закономірності між діаметром трубоп-
роводу, початковим напруженням зсуву, ефективної в'язкості і об'ємною витратою суспензії
є універсальність коефіцієнтів, які залежать від властивостей твердої фази, діаметра або ма-
теріалу трубопроводу. В результаті проведених досліджень отримано рішення, яке вперше
дозволяє встановити діаметр магістралі гідротранспортного комплексу, що забезпечує рег-
ламентований витрату пульпи високої концентрації, яка підкоряється реологічному закону
Бінгама-Шведова, в структурованому режимі течії, з урахуванням витратно-напірної харак-
теристики насосного обладнання, що передбачається.
Ключові слова: відходи, паста, течія, схил сховища, маса відходів
Статья поступила в редакцию 04.08.2015
Рекомендовано к печати д-ром техн. наук Е.В. Семененко
mailto:igtmnanu@yandex.ru
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-135976 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 1607-4556 |
| language | English |
| last_indexed | 2025-12-07T16:45:32Z |
| publishDate | 2015 |
| publisher | Інститут геотехнічної механіки імені М.С. Полякова НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Kirichko, S.N. 2018-06-15T17:30:15Z 2018-06-15T17:30:15Z 2015 Design calculation of hydrotransport plant for technologies of highly-concentrated pulps storing / S.N. Kirichko // Геотехнічна механіка: Міжвід. зб. наук. праць. — Дніпропетровск: ІГТМ НАНУ, 2015. — Вип. 125. — С. 47-56. — Бібліогр.: 10 назв. — англ. 1607-4556 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/135976 622.648.24.002.5:622.693.4 It is for the first time when a method of design calculation based on universal dimensionless quantities and analytical linear dependence between hydraulic gradient, initial shear stress, effective suspension viscosity and volumetric flow rate was proposed for systems for storing tailings in the form of highly-concentrated slurry. A distinctive feature of the proposed non-linear dependence between diameter of the pipeline, initial shear stress, effective suspension viscosity and volumetric flow rate is versatility of coefficients, which do not depend on the properties of solid phase and diameter or material of the pipeline. The findings have been resulted in a decision which helps specifying diameter of the trunk hydrotransport complex providing controllable flow of highly-concentrated pulp, in accordance with the Bingam-Shvedov rheological law, in a structured flow regime with taking into account flow pressure characteristics of the intended pumping equipment. Впервые для систем складирования отходов обогащения в виде пульпы высокой концентрации предложен метод проектировочного расчета, основанный на универсальных безразмерных величинах и аналитической линейной зависимости между гидравлическим уклоном, начальным напряжением сдвига, эффективной вязкости и объемным расходом суспензии. Отличительной особенностью предложенной в статье нелинейной закономерности между диаметром трубопровода, начальным напряжением сдвига, эффективной вязкости и объемным расходом суспензии является универсальность коэффициентов, не зависящих от свойств твердой фазы, диаметра или материала трубопровода. В результате проведенных исследований получено решение, впервые позволяющее установить диаметр магистрали гидротранспортного комплекса, обеспечивающего регламентированный расход пульпы высокой концентрации, подчиняющейся реологическому закону Бингама-Шведова, в структурированном режиме течения, с учетом расходно-напорной характеристики предполагаемого насосного оборудования. Вперше запропоновано метод проектувального розрахунку для систем складування відходів збагачення у вигляді пульпи високої концентрації, заснований на універсальних безрозмірних величинах та аналітичної лінійної залежності між гідравлічним ухилом, початковим напруженням зсуву, ефективної в'язкості і об'ємною витратою суспензії. Відмінною особливістю запропонованої в статті нелінійної закономірності між діаметром трубопроводу, початковим напруженням зсуву, ефективної в'язкості і об'ємною витратою суспензіїє універсальність коефіцієнтів, які залежать від властивостей твердої фази, діаметра або матеріалу трубопроводу. В результаті проведених досліджень отримано рішення, яке вперше дозволяє встановити діаметр магістралі гідротранспортного комплексу, що забезпечує регламентований витрату пульпи високої концентрації, яка підкоряється реологічному закону Бінгама-Шведова, в структурованому режимі течії, з урахуванням витратно-напірної характеристики насосного обладнання, що передбачається. en Інститут геотехнічної механіки імені М.С. Полякова НАН України Геотехнічна механіка Design calculation of hydrotransport plant for technologies of highly-concentrated pulps storing Проектувальний розрахунок гідротранспортного устаткування для технологій складування пульп з високою концентрацією Проектировочный расчет гидротранспортной установки для технологий складирования пульп высокой концентрации Article published earlier |
| spellingShingle | Design calculation of hydrotransport plant for technologies of highly-concentrated pulps storing Kirichko, S.N. |
| title | Design calculation of hydrotransport plant for technologies of highly-concentrated pulps storing |
| title_alt | Проектувальний розрахунок гідротранспортного устаткування для технологій складування пульп з високою концентрацією Проектировочный расчет гидротранспортной установки для технологий складирования пульп высокой концентрации |
| title_full | Design calculation of hydrotransport plant for technologies of highly-concentrated pulps storing |
| title_fullStr | Design calculation of hydrotransport plant for technologies of highly-concentrated pulps storing |
| title_full_unstemmed | Design calculation of hydrotransport plant for technologies of highly-concentrated pulps storing |
| title_short | Design calculation of hydrotransport plant for technologies of highly-concentrated pulps storing |
| title_sort | design calculation of hydrotransport plant for technologies of highly-concentrated pulps storing |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/135976 |
| work_keys_str_mv | AT kirichkosn designcalculationofhydrotransportplantfortechnologiesofhighlyconcentratedpulpsstoring AT kirichkosn proektuvalʹniirozrahunokgídrotransportnogoustatkuvannâdlâtehnologíiskladuvannâpulʹpzvisokoûkoncentracíêû AT kirichkosn proektirovočnyirasčetgidrotransportnoiustanovkidlâtehnologiiskladirovaniâpulʹpvysokoikoncentracii |