Исследование влияния гидравлического сопротивления зарядных трубопроводов на параметры пневмозарядных устройств Текст научной статьи по специальности «Энергетика и рациональное природопользование»

© Б.М. Завьялов, 2004

УДК 622.23.05 Б.М. Завьялов

ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ГИДРАВЛИЧЕСКОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ ЗАРЯДНЫХ ТРУБОПРОВОДОВ НА ПАРАМЕТРЫ ПНЕВМОЗАРЯДНЫХ УСТРОЙСТВ

Семинар № 17

ш ш ри расчете пневматических зарядных

-Ж.-1 устройств основную трудность представляет определение параметров, характеризующих процесс устойчивого пневматического транспорта взрывчатых веществ при заданных условиях эксплуатации. Обычно при расчете пневмотранспортных установок искомыми величинами являются диаметр трубопровода, перепад давления и расход воздуха.

В условиях горных выработок трасса трубопровода непрерывно меняется, подвергается частым разборкам и сборкам. Поэтому единственно пригодными для пневмотранспорта ВВ оказались гибкие пластмассовые трубы с внутренним диаметром 20 - 40 мм. Трубы меньшего диаметра не обеспечивают достаточной производительности, трубы большего диаметра трудно перемещать и прокладывать по горным выработкам.

В связи с этим задача при расчете пневмо-зарядных устройств сводится к определению перепада давления и расхода воздуха при заданном диаметре трубопровода.

При расчетах величина гидравлического сопротивления прямых горизонтальных труб определяется по формуле Дарси-Вейсбаха (для чистого воздуха)

„ У21у

АР = Лп —0-------— мм вод.ст., (1)

0 0 2gD

где д - коэффициент сопротивления движению; У0 - скорость воздушного потока, м/сек; I

- длина участка трубопровода, м; уо - удельный вес воздуха, кг/м3; D - диаметр трубопровода, м.

Коэффициент сопротивления Ла зависит

от числа Рейнольдса Яе и от состояния стенок трубы, т.е. от степени шероховатости [1].

Имеется ряд исследований коэффициента

сопротивления Ла при движении воздуха по

стальным трубам. На основании этих исследований были предложены эмпирические формулы для определения ла [1; 2].

Не смотря на большое число теоретических и экспериментальных работ, до настоящего времени нет единой теории для расчета гидравлического сопротивления труб из различных материалов и особенно влияния степени шероховатости состояния внутренних поверхностей. Расчеты гидравлических сопротивлений пластмассовых труб (основных и на сегодня единственных пневмотранспортных магистралей гранулированных взрывчатых веществ) по формулам, предложенным для стальных труб, привели в свое время к расхождениям с практическими результатами. Появилась необходимость экспериментальных работах (которые и были выполнены) по определению коэффициента сопротивления движению среды

Ла для пластмассовых труб. Исследования

выполнены для полиэтиленовых полупроводя-щих труб, изготовляемых и поставляемых за-

Длина трубопровода, м 50 100 150 200 250 300

Давление сжатого воздуха при продувке, МПа 0,18 0,27 0,32 0,36 0,38 0,40

Давление сжатого воздуха при пневмотранспорте ВВ, МПа 0,23-0,25 0,32-0,34 0,40-0,42 0,43-0,46 0,47-0,48 0,50-0,55

казчику по ТУ 6-19-05786896-188-94.

Сопоставление полученных значений Ла для полиэтиленовых труб с расчетными показателями Лос для гладких стальных труб вычисленными по формуле Блязиуса

Лв = 0,3164 • Я ~025 (2)

отличаются от последних на 25-40 % в сторону увеличения.

Увеличение сопротивления полиэтиленовых труб при равных условиях (внутреннем диаметре, приведенной длине) обусловлено шероховатостью внутренних станок. Как показала практика и опытно-промышленные проверки уровень шероховатости, а следовательно сопротивление движению потоков по полиэтиленовым трубам стабилизируется после пропуска 2,0-2,5 тн гранулированного взрывчатого вещества. Тогда устанавливаемые и контролируемые режимы устойчивого пневмотранспорта могут быть заданы через давление сжатого воздуха вначале трубопровода.

---------------------------------------------------------------- СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Страхович К.И Основы теории и расчета пневматических транспортных установок. ОНТИ, М., 1954.

2. Успенский В.А. Пневматический транспорт. Металлургиздат, М., 1959.

— Коротко об авторак ------------------------------------------------------------------------

Завьялов Борис Михайлович — кандидат технических наук, ст. научный сотрудник, Институт горного дела УрО РАН.

------------------------------------------------------ РУКОПИСИ,

ДЕПОНИРОВАННЫЕ В ИЗДАТЕЛЬСТВЕ

МОСКОВСКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО ГОРНОГО УНИВЕРСИТЕТА

1. Болвинов А.А. Исследование возможности применения гидравлического экскаватора ЭГ-10М при различных условиях ведения горных работ (№ 361/09-04 - 02.06.04) 4 с.

2. Григорьев А.В. Методология оценки экономической эффективности экспортных поставок угля российскими экспортерами (№ 362/10-04 — 22.06.04) 10 с.

3. Павлова Н.Ф. Социологическая концепция сохранения, реализации и развития потенциала жизнеспособности отраслевых территориальных образований (№ 363/10-04 - 24.06.04) 38 с.

4. Павлова Н.Ф. Социологический аспект в исследовании потенциала жизнеспособности отраслевых территориальных образований (№ 364/09-04 - 24.06.04) 12 с.

----------------------------------------- © В.Ф. Синицын, Е.Ю. Поприйчук,

2004

Значение режимов для случая пневмотранспорта ВВ по полиэтиленовым трубам с внутренним диаметром 40,0 мм, как наиболее распространенный в практике, приведены в таблице.

Современные подземные зарядные машины для скважин МЗКС-100, МТЗ-1,1, Ульба-150 (400) имеют в основном верхнюю схему подачи ВВ из камеры-питателя в зарядный трубопровод. Схема саморегулирующаяся, имеет устойчивую производительность по пневмотранспорту ВВ. Это обуславливает возможность обеспечения необходимого соотношения сухого и вводимого жидкого компонента - воды для пылеподавления или нефтепродукта при приготовлении ВВ типа гранулит «Игда-нит-П» в процессе заряжания. В итоге обеспечиваются благоприятные условия труда и возможность внедрения на подземных горных предприятиях перспективных взрывчатых веществ по принципу совмещения процесса пневмозаряжания и смешивания компонентов.